Помогите мне понять эксперимент Паунда и Ребки

Я учусь на втором курсе бакалавриата по физике и до сих пор занимался классической механикой и электродинамикой. Почему-то меня всегда очень интересовал свет. Пару недель назад я разговаривал со своим профессором о фотонах и специальной теории относительности, и он отослал меня к «обязательному к прочтению» эксперименту 1960-х годов:

Кажущийся вес фотонов Р.В. Паунда и Г.А. Ребки-младшего.

Я пытался прочитать это в течение последних нескольких дней, но это очень трудно. Я также пробовал другие ресурсы, такие как википедия, но они не очень помогли.

Может кто-нибудь, возможно, «замутить» эту диаграмму для меня и объяснить (на языке старшекурсников 2-го года), что происходит в этом эксперименте.

введите описание изображения здесь

Ответы (1)

Не обращайте внимания на схему. Он сложен, потому что включает в себя все элементы электроники, необходимые для эксперимента, и это усложняет задачу. Эксперимент представляет собой всего лишь вариант мессбауэровской спектроскопии .

В эксперименте используется 57 Источник железа, излучающий гамма-лучи с энергией 14,4 кэВ. Поскольку эта энергия соответствует расстоянию между энергетическими уровнями 57 Ядро Fe ядро ​​также будет сильно поглощать гамма-луч именно с этой энергией. Однако, если энергия гамма-излучения изменится незначительно, гамма-лучи не будут поглощаться так сильно.

Эксперимент направляет гамма-лучи вверх к мишени из железа-57 и измеряет поглощение. Гравитационное красное смещение уменьшает энергию гамма-излучения, поэтому, когда оно достигает цели, его энергия изменяется, а поглощение уменьшается. Обнаружение этого уменьшения поглощения показывает, что имело место гравитационное красное смещение.

Для измерения величины красного смещения верхняя мишень устанавливается на осциллятор и перемещается вверх и вниз с переменной скоростью. в . Эта скорость вызывает доплеровский сдвиг света, попадающего в цель. Экспериментатор меняет скорость в (используя всю сложную электронику) для максимального поглощения. Поскольку при максимальном поглощении энергия с доплеровским сдвигом должна составлять 14,4 кэВ, экспериментатор вычитает доплеровский сдвиг, чтобы получить значение энергии с красным смещением. Сравните это с исходным значением 14,4 кэВ, и вы получите измерение гравитационного красного смещения.

Красиво объяснил. Есть еще один распространенный мессбауэровский эксперимент, в котором приемник ускоряется (установка горизонтальна или покрывает очень короткий диапазон, чтобы избежать гравитационного эффекта ОТО) и пиковое поглощение измеряется относительно мгновенной скорости.
Мессбауэровскую спектроскопию @bluemoon легко выполнимо в физической лаборатории старшекурсника (в форме, которую упоминает Карл Витхофт). Если вы заинтересованы, вы должны узнать о том, как посмотреть установку или даже провести эксперимент с тем, кто руководит студенческими лабораториями.
Помогите мне понять эксперимент Паунда и Ребки
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v