Det lyder som science fiction, men den tid, du oplever mellem to begivenheder, afhænger direkte af den sti, du tager gennem universet. Med andre ord postulerer Einsteins teori om særlig relativitet, at en person, der rejser i en højhastighedsraket, ældes langsommere end mennesker tilbage på Jorden.
Selvom få fysikere tvivler på, at Einstein havde ret, er det vigtigt at verificere tidsudvidelse til den bedst mulige nøjagtighed. Nu har et internationalt team af forskere, herunder nobelprisvinderen Theodor Hänsch, direktør for Max Planck-optikinstituttet, gjort netop dette.
Tests med særlig relativitet går tilbage til 1938. Men når vi begyndte at gå i rummet regelmæssigt, var vi nødt til at lære at håndtere tidsudvidelse på daglig basis. For eksempel er GPS-satellitter dybest set ure i kredsløb. De kører med en imponerende hastighed på 14.000 kilometer i timen godt over jordens overflade i en afstand af 20.000 kilometer. Så i forhold til et atomur på jorden mister de cirka 7 mikrosekunder pr. Dag, et tal, der skal tages i betragtning for, at de kan fungere korrekt.
For at teste tidsudvidelse til en meget højere præcision accelererede Benjamin Botermann fra Johannes Gutenberg-University, Tyskland og kolleger lithiumioner til en tredjedel af lysets hastighed. Her kommer Doppler-skiftet hurtigt i spil. Eventuelle ioner, der flyver mod observatøren, vil blive forskudt i blå retning, og eventuelle ioner, der flyver væk fra observatøren, vil blive rødt forskudt.
Niveauet, på hvilket ionerne gennemgår et Doppler-skift, afhænger af deres relative bevægelse med hensyn til observatøren. Men dette gør også, at deres ur kører langsomt, hvilket omdirigerer lyset fra observatørens synspunkt - en effekt, som du skal kunne måle i laboratoriet.
Så holdet stimulerede overgange i ionerne ved hjælp af to lasere, der forplantede sig i modsatte retninger. Derefter afhænger eventuelle skift i ionernes absorptionsfrekvens af Doppler-effekten, som vi let kan beregne, og rødskiftet på grund af tidsudvidelse.
Holdet bekræftede deres tidsudvidelsesprognose til et par dele pr. Milliard og forbedrede de tidligere grænser. Resultaterne blev offentliggjort den 16. september i tidsskriftet Fysiske gennemgangsbreve.
