By J. Wheeler

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Vielleicht erscheint Ihnen die Verlängerung der Lebensdauer eines Teilchens um wenige Mikrosekunden nicht besonders eindrucksvoll. Ein Vergleich kann die Bedeutung des experimentellen Ergebnisses besser erläutern Hätte man Sie vor 2000 Jahren in den Speicherring eingeschossen und mit der gleichen Geschwindigkeit laufen lassen, wie die Myonen, so würden Sie noch heute im Beschleuniger rotieren und Ihrem 68. Geburtstag entgegensehen! Dies wäre aber noch nicht der Weltrekord: Im 1976 eröffneten „Superprotonensynchrotron" des CERN kreisen Elementarteilchen so rasch, daß die Zeitdilatation dort einen Faktor 400 ausmacht.

1). 1 A t o m u h r e n In den Uhren, die wir bisher kennengelernt haben, sorgt jeweils ein schwingungsfähiges System für die Einteilung der Zeit in kleine, regelmäßige Abstände. Pendel, Unruhfedern und Quarzkristalle sind die gebräuchlichsten Taktgeber in Uhren. In Atomuhren verwendet man Atome als schwingungsfähige Gebilde. Atome können durch elektromagnetische Wellen (z. B. Radiowellen oder Licht) zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwindungen sind allerdings nur dann von merklicher Stärke, wenn `Resonanz' eintritt.

Bei der Auswertung der Messungen muß daher der unterschiedliche Einfluß der Gravitation berücksichtigt werden. 5 deren Herleitung bringen: Eine Uhr, die sich im Schwerefeld der Erde um die Höhe H weiter oben befindet als eine Vergleichsuhr, geht nach der Zeit t um die Zeitspanne vor, wenn die Uhren anfänglich auf gleichen Stand gebracht wurden. Dabei ist g = 9,8 m/s2 die als konstant angenommene Erdbeschleunigung. Wir fassen nun die beiden relativistischen Effekte zusammen. Für den Geschwindigkeitseffekt hatten wir hergeleitet, daß die von einer bewegten Uhr angezeigte Zeit t kleiner ist als die Zeitangabe tR eines `ruhenden' Uhrensatzes: Für kleine Geschwindigkeiten v << c können wir die Wurzel entwickeln: Eine bewegte Uhr geht daher nach der Zeit tR um die Zeitspanne nach, wenn die Uhren anfänglich auf gleichen Stand gebracht wurden.

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Observations and Theory of Supernovae by J. Wheeler


by Paul
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