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Zeitdehnung

Relativitätstheorie besteht Test

Deutschen Physikern gelang es an einem Teilchenbeschleuniger, eine der wichtigsten Vorhersagen von Albert Einsteins spezieller Relativitätstheorie zu bestätigen.
Uhr mit Sekundenzeiger

Eine der wichtigsten Vorhersagen der speziellen Relativitätstheorie von Albert Einstein ist die Dehnung der Zeit (auch Zeitdilatation genannt): Eine Uhr, die sich bewegt, geht langsamer als eine stationäre Uhr. Und je stärker sich die Uhr der Lichtgeschwindigkeit nähert, desto mehr dehnt sich die Zeit. Nun ist es Physikern um Benjamin Botermann von der Johannes Gutenberg-Universität in Mainz gelungen, diese wichtige Voraussage so präzise wie noch nie zu bestätigen und mit der Doppelresonanz-Spektroskopie zu messen. An Stelle einer sich bewegenden Uhr verwendeten die Forscher Lithiumionen, die sie auf ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit beschleunigten. Dann maßen sie, wie viele Übergänge im Lithium stattfanden, weil Elektronen zwischen den verschiedenen Energieniveaus hin- und hersprangen – die Frequenz dieser Übergänge diente als "Ticken" der Uhr. Als ruhende "Uhr" dienten wiederum Übergänge in Lithiumionen, die nicht beschleunigt wurden.

Beide Frequenzen wurden dann so präzise wie möglich bestimmt und bestätigten Einsteins Vorhersage auf zwei Milliardstel genau: Das ist fast fünfmal so genau wie beim vorherigen Experiment der Forscher, das sie 2007 durchgeführt hatten und das als bislang genauestes galt. Damals wurden die Lithiumionen allerdings nur auf etwas mehr als sechs Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Nun scheint aber zumindest für diese Art der Versuchsdurchführung das Ende der Fahnenstange erreicht: Um noch bessere Resultate zu erhalten, müssten die Physiker an noch leistungsstärkere Beschleuniger als den Speicherring ESR des GSI Helmholtzzentrums in Darmstadt wechseln – was momentan nicht in Sicht ist.

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