Кіріспе
Хаммар эксперименті – Гюстаф Вильгельм Хаммардың (1935) эфирдің серпілу гипотезасын тексеру мақсатымен жобаланған және жүргізілген тәжірибе. Оның теріс нәтижесі эфирдің серпілуінің нақты модельдерін жоққа шығарды және арнайы салыстырмалылық теориясын растады.
Шолу
1887 жылғы Микельсон-Морли эксперименті (содан кейін 1903 жылғы Трутон-Нобль эксперименті немесе 1908 жылғы Трутон-Ранкин эксперименті сияқты басқа эксперименттер) жарық таралу ортасы – люминесценттік эфир деп аталатын теорияға қарсы дәлелдер ұсынды; бұл теория сол кездеге дейін шамамен жүз жыл бойы ғылымның орнықты бөлігі болған еді. Бұл нәтижелер қазіргі заманғы ғылымның өте маңызды болжамдарына күмән тудырды және кейіннен арнайы салыстырмалылық теориясының дамуына әкелді. Микельсон-Морли экспериментінің нәтижелерін болжамды орта, эфир контекстінде түсіндіру үшін көптеген жаңа гипотезалар қарастырылды. Бір ұсыныс бойынша, Жер сияқты массивті денелер статикалық және қозғалмайтын эфирден өтудің орнына, эфирдің бір бөлігін өздерімен бірге сүйреп әкелуі мүмкін, бұл "желді" анықтауды мүмкін емес етеді. Оливер Лодж (1893–1897) осы теорияны сынауды бастағандардың бірі болды. Ол айналмалы және массивті қорғасын блоктарын қолданып, асимметриялық эфир желін тудыруға тырысты. Оның сынақтары эфир желінің бұрынғы сынақтарынан ерекшеленетін нәтижелер бермеді. 1920 жылдары Дейтон Миллер Микельсон-Морли эксперименттерін қайталады. Ол эксперимент жолындағы массаны азайту үшін, биік төбеде, жеңіл материалдардан жасалған ғимаратта аппарат құрды. Ол тәуліктік өзгерістерді көрсететін өлшемдер жасады, бұл "желдің" анықталуын ұсынды, ол оның массаның жоқтығына байланысты деп есептеді, ал бұрынғы эксперименттер олардың аппаратының айналасында айтарлықтай массамен жүргізілген.
Тәжірибе
Миллердің тұжырымын тексеру үшін Хаммар 1935 жылы жалпы жол интерферометрін пайдаланып келесі эксперимент жүргізді. Ол жартылай күмісделген А айнасын қолданып, ақ жарық сәулесін екі жарты сәулеге бөлді. Бір жарты сәуле қорғасын бітетін қалың қабырғалы болат құбырға көлденең бағытта жіберілді. Бұл құбырда сәуле D айнасынан шағылысып, құбырдың екінші ұшындағы C айнасына бойлық бағытта жіберілді. Онда ол шағылысып, құбырдың сыртындағы B айнасына көлденең бағытта жіберілді. B айнасынан ол A айнасына бойлық бағытта қайта оралды. Екінші жарты сәуле сол жолды кері бағытта жүріп өтті. Жарық жолының топологиясы Сагнак интерферометріне тән, онда шағылысулардың саны тақ болды. Сагнак интерферометрлері жоғары контраст пен шеттік тұрақтылықты қамтамасыз етеді, ал шағылысулардың тақ саны бар конфигурация жұп саны бар конфигурациядан сәл ғана кем тұрақты. (Шағылысулардың саны тақ болғанда, қарама-қарсы бағыттағы сәулелер жарық жолының көп бөлігінде бір-біріне қатысты бүрмеленеді, сондықтан топология қатаң жалпы жолдан сәл өзгеше болады.) Оның аппаратының дірілге, механикалық кернеуге және температура әсеріне төзімділігі, Хаммарға температураны бақылаусыз ашық ортада интерферометрді пайдаланса да, шеттің 1/10-нан да аз ығысуын анықтауға мүмкіндік берді. Лоджтың экспериментіне ұқсас, Хаммардың аппараты кез келген ұсынылған эфир желінде асимметрия тудыруы керек еді. Хаммардың нәтижелерге қатысты күтілімдері: Аспап эфир желіне перпендикуляр бағытта орналасқанда, екі ұзын қол да эфирдің әсеріне теңдей түседі. Аспап эфир желіне параллель бағытта орналасқанда, бір қол эфирдің әсеріне екіншісінен гөрі көбірек түседі. Кері таралатын сәулелердің күтілетін таралу уақытын Робертсон/Нунан былай берді: мұндағы – тартылған эфирдің жылдамдығы. Бұл күтілетін уақыт айырмашылығын береді: 1934 жылдың 1 қыркүйегінде Хаммар аппаратын Идахо штатының Мәскеу қаласынан оңтүстікке қарай екі шақырым биік төбеге орнатып, 1, 2 және 3 қыркүйек күндері күндізгі уақытта азимуттың барлық бағыттарына бұрып көптеген байқаулар жасады. Ол интерференциялық шеттердің ығысуын байқамады, бұл км/с жоғарғы шекке сәйкес келеді. Бұл нәтижелер Миллер ұсынған эфирдің сүйрелу гипотезасына қарсы дәлел болып саналады.
where is the velocity of the entrained aether. This gives an expected time difference:
On September 1, 1934, Hammar set up the apparatus on top of a high hill two miles south of Moscow, Idaho, and made many observations with the apparatus turned in all directions of the azimuth during the daylight hours of September 1, 2, and 3. He saw no shift of the interference fringes, corresponding to an upper limit of km/s. These results are considered a proof against the aether drag hypothesis as it was proposed by Miller.
Эфирлік созылу гипотезасының салдары
"Эфирлік тартылыс" туралы әртүрлі пікірлер болғандықтан, барлық эфирлік тартылыс эксперименттерін гипотезаның әрбір нұсқасының контекстінде қарастыруға болады. Кез келген массасы бар объектінің толық немесе ішінара тартылуы болмады. Бұл туралы Августин Жан Френель және Франсуа Араго сияқты ғалымдар талқылаған. Бұл Микельсон-Морли экспериментімен жоққа шығарылды. Барлық массалардың ішінде немесе жанында толық тартылу. Бұл жарық аберрациясы, Сагнак эффектісі, Оливер Лоджтың эксперименттері және Хаммардың экспериментімен жоққа шығарылды. Жер сияқты өте ірі массалардың ішінде немесе жанында толық тартылу. Бұл жарық аберрациясы, Микельсон-Гейл-Пирсон экспериментімен жоққа шығарылды.