Zní to jako sci-fi, ale čas, který zažijete mezi dvěma událostmi, závisí přímo na cestě, kterou prochádzate vesmírem. Jinými slovy, Einsteinova teorie speciální relativity předpokládá, že osoba cestující ve vysokorychlostní raketě by stárla pomaleji než lidé na Zemi.
Přestože má jen málo fyziků pochybnosti o tom, že Einstein měl pravdu, je nezbytné ověřit maximální dilataci času. Mezinárodní tým vědců, včetně laureáta Nobelovy ceny Theodora Hänscha, ředitele optického institutu Maxe Plancka, to právě udělal.
Zkoušky speciální relativity se datují do roku 1938. Jakmile jsme však začali pravidelně chodit do vesmíru, museli jsme se denně učit řešit dilataci času. Například satelity GPS jsou v podstatě hodiny na oběžné dráze. Cestují rychlostí 14 000 kilometrů za hodinu hluboko nad zemským povrchem ve vzdálenosti 20 000 kilometrů. Takže v porovnání s atomovými hodinami na zemi ztratí asi 7 mikrosekund denně, což je číslo, které je třeba vzít v úvahu, aby správně fungovaly.
Aby testoval dilataci času s mnohem vyšší přesností, Benjamin Botermann z univerzity v Johannes Gutenberg v Německu a jeho kolegové urychlili lithiové ionty na třetinu rychlosti světla. Zde se rychle hraje Dopplerův posun. Jakékoli ionty létající směrem k pozorovateli budou modře posunuty a všechny ionty létající pryč od pozorovatele budou posunuty červeně.
Úroveň, ve které ionty procházejí dopplerovským posunem, závisí na jejich relativním pohybu vzhledem k pozorovateli. Ale to také zpomaluje chod jejich hodin, což redshifts světlo z pohledu pozorovatele - efekt, který byste měli být schopni měřit v laboratoři.
Tým stimuloval přechody v iontech pomocí dvou laserů, které se šířily v opačných směrech. Pak jsou jakékoli posuny v absorpční frekvenci iontů závislé na Dopplerově efektu, který můžeme snadno spočítat, a na červeném posunu kvůli dilataci času.
Tým ověřil svou předpověď dilatace času na několik dílů na miliardu, čímž se zlepšily předchozí limity. Výsledky byly zveřejněny 16. září v časopise Dopisy fyzické kontroly.
