Мёссбауэровские эксперименты во вращающейся системе и физическая интерпретация их результатов

  • Александр Леонидович Холмецкий Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0002-5182-315X
  • Толга Ярман Стамбульский университет Окана, Акфират, 34959, г. Стамбул, Турция
  • Озан Ярман Стамбульский университет, Беязыт, 34452, г. Стамбул, Турция
  • Метин Арик Босфорский университет, Бебек, 34342, г. Стамбул, Турция
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-2-34-43

Аннотация

Обсуждаются результаты современных мёссбауэровских экспериментов во вращающейся системе, которые показывают наличие дополнительного энергетического сдвига между испускаемым и поглощенным резонансным излучением в дополнение к релятивистскому сдвигу резонансных линий из-за эффекта замедления времени для источника и поглотителя с разными радиальными координатами. Анализируются имеющиеся попытки объяснить происхождение дополнительного энергетического сдвига. Они включают в себя обобщения специальной теории относительности на основе гипотезы о существовании предельного ускорения в природе, гипотезу о зависящем от времени эффекте Доплера, а также общую теорию относительности с учетом метрических эффектов во вращающейся системе при синхронизации часов этой системы с лабораторными часами. В ходе исследования устанавливается, что все эти попытки остаются безуспешными до настоящего времени. Таким образом, предлагаются возможные пути решения этой проблемы, основанные на сочетании метрических эффектов во вращающихся системах с квантово-механическим описанием резонансных ядер в кристаллических ячейках.

Биографии авторов

Александр Леонидович Холмецкий, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

главный научный сотрудник кафедры ядерной физики физического факультета

Толга Ярман, Стамбульский университет Окана, Акфират, 34959, г. Стамбул, Турция

профессор

Озан Ярман, Стамбульский университет, Беязыт, 34452, г. Стамбул, Турция

доцент

Метин Арик, Босфорский университет, Бебек, 34342, г. Стамбул, Турция

профессор

Литература

  1. Hay HJ, Schiffer JP, Cranshaw TE, Egelstaff PA. Measurement of the red shift in an accelerated system using the Mössbauer effect in Fe57. Physical Review Letters. 1960;4(4):165–166. DOI: 10.1103/PhysRevLett.4.165.
  2. Champeney DC, Moon PB. Absence of Doppler shift for gamma ray source and detector on same circular orbit. Proceedings of the Physical Society. 1961;77(2):350–352. DOI: 10.1088/0370-1328/77/2/318.
  3. Hay HJ. In: Schoen HA, Compton DMT. Proceedings of Second Conference on the Mössbauer effect; 13–15 September 1961; Saclay, France. New York: Wiley; 1962. p. 225.
  4. Granshaw TE, Hay HJ. In: Proceedings of the International School of Physics, «Enrico Fermi». New York: Academic Press; 1963. p. 220.
  5. Kündig W. Measurement of the transverse Doppler effect in an accelerated system. Physical Review. 1963;129(6):2371–2375. DOI: 10.1103/PhysRev.129.2371.
  6. Champeney DC, Isaak GR, Khan AM. A time dilatation experiment based on the Mössbauer effect. Proceedings of the Physical Society. 1965;85(3):583–593. DOI: 10.1088/0370-1328/85/3/317.
  7. Goldanskii VI, Herber RH, editors. Chemical applications of Mössbauer spectroscopy. New York: Academic Press; 1968. 701 p.
  8. McGowan RW, Giltner DM, Sternberg SJ, Lee SA. New measurement of the relativistic Doppler shift in neon. Physical Review Letters. 1993;70(3):251–254. DOI: 10.1103/PhysRevLett.70.251.
  9. Bailey J, Borer K, Combley F, Drumm H, Krienen F, Lange F, et al. Measurements of relativistic time dilatation for positive and negative muons in a circular orbit. Nature. 1977;268:301–305. DOI: 10.1038/268301a0.
  10. Kholmetskii AL, Yarman T, Missevitch OV. Kündig’s experiment on the transverse Doppler shift reanalyzed. Physica Scripta. 2008;77(3):35302. DOI: 10.1088/0031-8949/77/03/035302.
  11. Yarman T, Kholmetskii AL, Arik M. Mössbauer experiments in a rotating system: recent errors and novel interpretation. The European Physical Journal Plus. 2015;130(10):19. DOI: 10.1140/epjp/i2015-15191-4.
  12. Kholmetskii AL, Yarman T, Missevitch OV, Rogozev BI. A Mössbauer experiment in a rotating system on the second-order Doppler shift: confirmation of the corrected result by Kündig. Physica Scripta. 2009;79(6):65007. DOI: 10.1088/0031-8949/79/06/065007.
  13. Yarman T, Kholmetskii AL, Arik M, Akkuş B, Öktem Y, Susam LA, et al. Novel Mössbauer experiment in a rotating system and the extra-energy shift between emission and absorption lines. Canadian Journal of Physics. 2016;94(8):780–789. DOI: 10.1139/ cjp-2015-0063.
  14. Caianiello ER. Is there a maximal acceleration? Lettere al Nuovo Cimento (1971–1985). 1981;32(3):65–70. DOI: 10.1007/ BF02745135.
  15. Friedman Y, Gofman Y. A new relativistic kinematics of accelerated systems. Physica Scripta. 2010;82(1):15004. DOI: 10.1088/ 0031-8949/82/01/015004.
  16. Benedetto E, Feoli A. Some remarks about the effects of acceleration on time dilation in experiments with a Mössbauer source. The European Physical Journal Plus. 2018;133(2):53. DOI: 10.1140/epjp/i2018-11884-4.
  17. Friedman Y, Nowik I, Felner I, Steiner JM, Yudkin E, Livshitz S, et al. Impact of non-random vibrations in Mössbauer rotor experiments testing time dilation. EPL (Europhysics Letters). 2016;114(5):50010. DOI: 10.1209/0295-5075/114/50010.
  18. Friedman Y, Nowik I, Felner I, Steiner JM, Yudkin E, Livshitz S, et al. Advances in testing the effect of acceleration on time dilation using a synchrotron Mössbauer source. Journal of Synchrotron Radiation. 2017;24(3):661–666. DOI: 10.1107/S1600577517002405.
  19. Friedman Y, Steiner JM, Livshitz S, Perez E, Nowik I, Felner I, et al. The validity of an experiment testing the influence of acceleration on time dilation using a rotating Mössbauer absorber and a Synchrotron Mössbauer Source. Journal of Synchrotron Radia tion. 2019;26(2):473–482. DOI: 10.1107/S1600577519000857.
  20. Corda C. Interpretation of Mössbauer experiment in a rotating system: a new proof for general relativity. Annals of Physics. 2015;355:360–366. DOI: 10.1016/j.aop.2015.02.021.
  21. Corda C. The Mössbauer rotor experiment and the general theory of relativity. Annals of Physics. 2016;368:258–266. DOI: 10.1016/j.aop.2016.02.011.
  22. Corda C. Mössbauer rotor experiment as new proof of general relativity: rigorous computation of the additional effect of clock synchronisation. International Journal of Modern Physics D. 2019;28(10):195013. DOI: 10.1142/S0218271819501311.
  23. Iovane G, Benedetto E. Coordinate velocity and desynchronisation of clocks. Annals of Physics. 2019;403:106–111. DOI: 10.1016/j.aop.2019.02.003.
  24. Podosenov SA, Foukzon J, Men’kova ER. Comment on «The Mössbauer rotor experiment and the general theory of relativity» [Ann. Physics 368 (2016) 258–266]. Annals of Physics. 2020;413:168047. DOI: 10.1016/j.aop.2019.168047.
  25. Kholmetskii AL, Yarman T, Yarman O, Arik M. Elaborations on Mössbauer rotor experiments with synchrotron radiation and with usual resonant sources. Journal of Synchrotron Radiation. 2018;25(part 6):1703–1710. DOI: 10.1107/S1600577518011815.
  26. Kholmetskii AL, Yarman T, Yarman O, Arik M. Comparison of traditional and synchrotron beam methodologies in Mössbauer experiments in a rotating system. Journal of Synchrotron Radiation. 2021;28(1):78–85. DOI: 10.1107/S1600577520013703.
  27. Potzel W. Clock hypothesis of relativity theory, maximal acceleration, and Mössbauer spectroscopy. Hyperfine Interactions. 2016;237(1):38. DOI: 10.1007/s10751-016-1212-x.
  28. Kholmetskii A, Yarman T, Yarman O, Arik M. Mössbauer experiments in a rotating system, Doppler effect and the influence of acceleration. The European Physical Journal Plus. 2018;133(7):26. DOI: 10.1140/epjp/i2018-12089-7.
  29. Landau LD, Lifshitz EM. The classical theory of fields. 6th edition. Moscow: Nauka; 1973. 504 p. (Teoreticheskaya fizika; volume 2). Russian.
  30. Kholmetskii AL, Yarman T, Arik M. Comment on «Interpretation of Mössbauer experiment in a rotating system: a new proof by general relativity». Annals of Physics. 2015;363:556–558. DOI: 10.1016/j.aop.2015.09.007.
  31. Kholmetskii AL, Yarman T, Yarman O, Arik M. Response to «The Mössbauer rotor experiment and the general theory of relativity» by C. Corda. Annals of Physics. 2016;374:247–254. DOI: 10.1016/j.aop.2016.08.016.
  32. Kholmetskii AL, Yarman T, Yarman O, Arik M. On the synchronisation of a clock at the origin of a rotating system with a laboratory clock in Mössbauer rotor experiments. Annals of Physics. 2019;409:16793. DOI: 10.1016/j.aop.2019.167931.
  33. Kholmetskii AL, Yarman T, Yarman O, Arik M. Concerning Mössbauer experiments in a rotating system and their physical interpretation. Annals of Physics. 2019;411:167912. DOI: 10.1016/j.aop.2019.167912.
  34. Kholmetskii AL, Yarman T, Yarman O, Arik M. Analyses of Mössbauer experiments in a rotating system: proper and improper approaches. Annals of Physics. 2020;418:16819. DOI: 10.1016/j.aop.2020.168191.
  35. Yarman T, Kholmetskii AL, Yarman O, Arik M. Frequency difference between two clocks at Tokyo Skytree: contribution of Earth’s self-rotation. Annals of Physics. 2020;423:168337. DOI: 10.1016/j.aop.2020.168337.
Опубликован
2021-05-21
Ключевые слова: эффект Мёссбауэра, вращающаяся система, теория относительности
Как цитировать
Холмецкий, А. Л., Ярман, Т., Ярман, О., & Арик, М. (2021). Мёссбауэровские эксперименты во вращающейся системе и физическая интерпретация их результатов. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2, 34-43. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2021-2-34-43
Выпуск
№ 2 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Физика конденсированного состояния

Copyright (c) 2021 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).