Interferométer az űrben
Főző Attila László
2007/12/27 21:57
1127 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
A Michelson-féle interferométer már többször adott lendületet a tudomány fejlődésének. Segítségével cáfolták az éter létezését is. A NASA arra készül, hogy egy olyan interferométert bocsát fel, mely a Földtől 95 millió kilométer távolságban fog dolgozni és minden eddiginél pontosabb méréseket fog végezni.

Az interferencia a hullámok azon alapjelensége, mely két vagy több hullám találkozásakor alakul ki. Amennyiben azonos frekvenciájú hullámokról van szó, kialakulnak maximum és minimum helyek, melyek helyzete nem változik. A jelenség jól megfigyelhető például vízben, ahol két hullám találkozásakor jellegzetes interferencia-képet láthatunk. Ez látható a fotón is.

A Michelson-féle interferométer egy olyan optikai eszköz, melyben fénynyalábok találkoznak egymással. A fényről tudjuk, hogy részecskeként és hullámként is viselkedhet. Az interferencia éppen ez utóbbinak a megnyilvánulása.

A porosz földön született Albert Abraham Michelson olyan interferométert tervezett, amelyben ugyanazon fényforrásból érkező fénynyalábokat kettéválasztotta, majd azok különböző utakat megtéve újra találkoztak. 1887-ben Edward Williams Morley segítségével megvalósult az a kísérleti eszköz, mely beírta magát a fizika történetébe. A Michelson-Morley kísérlet azt vizsgálta, hogy a mindent kitöltő „éterben” haladó két fénysugár találkozásakor kialakuló interferenciakép megváltozik-e, ha a kísérleti eszköz az éterhez képest különböző pozícióban van. A higanyon úszó kísérleti összeállítást az eredetihez képest 90 fokkal elforgatva nem módosult az interferenciakép, azaz nem változott a fénysugarak mozgása. A kísérlet eredményét Albert Einstein úgy értelmezte, hogy a több ezer éve emlegetett, a világegyetemet kitöltő éter valójában nem létezik.

A Michelson-Morley kísérlet a speciális relativitáselmélet egyik kísérleti bizonyítéka lett, míg Michelson 1907-ben elnyerte a fizikai Nobel-díjat (első amerikaiként).

A Michelson-féle interferométerben mozgatható és forgatható tükrök vezetik a fénynyalábokat. A jellegzetes interferencia csíkok akkor jelennek, meg, ha a két nyaláb ugyanolyan utat tesz meg a detektorig. A csillagászati mérésekben ugyanannak a csillagnak a fényét két forrásból (távcső) egyesítik és a geometriai elrendezésből, valamint az interferenciakép kialakulásához tartozó beállítások alapján pontosan meg tudják határozni a szöget, amely alatt az objektum látszik. Ebből a távolsága is meghatározható. A SIM projekt honlapján található egy virtuális interferométer, melyen mindenki kipróbálhatja az eszközt. Elsőként be kell kapcsolni a fényforrást, majd tetszőleges elmozdítani vízszintesen. Ezt követően a két oldalsó tükör szögét kell úgy beállítani, hogy a fénynyalábok bejussanak az optikai eszközbe. Ez egy kis ügyességet kíván. Ha mindkét fénysugár áthalad a tükrök között, akkor azok a detektorban találkoznak. Ha az általuk megtett út nem azonos, akkor a képernyőn „hangyás” képet látunk. A tükör mozgatásával (delay) azonban megtalálhatjuk az interferenciaképet.

A NASA SIM (Space Interferometry Mission) elnevezésű programja várhatóan a 2010-es években útjára indít egy olyan űreszközt, mely forradalmasítja majd a csillagok helyének és méretének meghatározását. Az űrbéli interferométer 5,5 év alatt éri majd el 95 millió kilométer távolságban levő végleges helyét. A SIM a Föld pályáján fog mozogni és ezerszer pontosabb méréseket fog végezni, mint a jelenlegi legjobbak. A Hubble űrtávcső felbontása (a szög, amelynél két pont még különállónak látszik) 1,5 milliívmásodperc, a Hipparcos műholddé 0,64milliívmásodperc. A SIM program mérőeszközének felbontása 4 mikroívmásodperc (azaz 0,004milliívmásodperc). A SIM űreszköz képes lesz meghatározni a Tejútrendszer minden fényes objektumának a távolságát.

Főző Attila László

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek