> supmoo님께서 말씀하시길....
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> 아인슈타인의 시간팽창과 공간수축을 증명하기 위해 여러가지 실험이 행해졌다고 합니다.
> 그 예로 미국에선 전투기에 원자시계를 싣고 날아가서 정밀하게 실험을 했다고 했는데 그 실험의 결과와 원자시계의 원리에 대해서도 알고 싶습니다.
> 그리고 시간 팽창의 중요한 예로 또 뮤입자의 축지법이라는 것도 들어봤는데 그렇다면 뮤입자의 수명은 무엇을 말하는 것이며 뮤입자가 파괴되는 원리도 알고 싶습니다.
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1. 1971년 10월 세슘원자시계 네개를 각각 동쪽과 서쪽으로 날으는 상업용 비행기에 적재시켰는데, 특수상대성이론과 일반상대성이론으로 예측한 시간지연과 오차범위내에서 일치하는 결과를 얻었습니다.
2. 이때 사용한 시계는 세슘 원자시계라고 일컫는 시간의 표준을 정의한 시계입니다. 이 원자의 133 동위원소의 바닥상태부근에 있는 원자의 회전에 의한 2개의 초미세구조 사이의 진동을 이용합니다. 원자는 두 에너지 상태를 넘나들때 이 에너지에 상당하는 빛, 혹은 전파를 흡수하거나 방출하는데 앞에서 말한 세슘의 두 상태는 마이크로 파 영역에 속합니다. 따라서 이 주파수 부근의 주파수를 원자에 쐬면 강한 흡수가 일어나게 됩니다. 이러한 현상을 이용해서 정확한 시간을 측정합니다.
3. 뮤온의 수명은 뮤온 자신의 시계로 200만분의 1초 정도 되는데 달려가는 이 뮤온을 외부에서 보면 훨씬 더 오래 사는 것으로 관측됩니다. 뮤온의 축지법이라 함은 뮤온이 자신이 살아있는 기간 동안(수명) 달려가는 거리가 (수명)x(속도) 보다 더 크다는 것을 말합니다. 달려가는 거리는 외부의 관찰자가 봤을때의 길이입니다. 이 길이는 물론 뮤온 자신이 측정하면 수축되어 줄어들어 관찰되겠죠. 따라서 이때 축지법이라하는 것은 길이 수축 현상을 말합니다.
4. 앞에서 4차원을 질문하였는데 상대론에서의 4차원은 공간 3차원과 이와 거의 대등한 것으로 판명된 시간의 1차원을 더한 단순한 것입니다. 그외 속도의 합성법 등은 본 웹교재를 참고하세요. |
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님이
남겨주셨습니다.
[Re]원자시계와 뮤입자에 대해