Thuyết tương đối hẹp của Einstein là chính xác

Thêm một nghiên cứu khẳng định: Thuyết tương đối hẹp của Einstein là chính xác
Ai cũng biết Thuyết tương đối hẹp nổi tiếng của Albert Einstein đã chỉ ra rằng thời gian bị
trôi chậm lại trong một hệ quy chiếu chuyển động, và một lần nữa các nhà nghiên cứu lại
xác nhận điều này bằng các kết quả thí nghiệm chính xác gấp 10 lần so với các kết quả đã
từng thực hiện trước đó. Các kết quả này được khẳng định bởi một nhóm các nhà khoa học
đến từ Đức và Canada, những người đã ghi lại chính xác thời gian trong một "tích tắc" mà
các ion Lithium va chạm xung quanh một vòng ở vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng.
Khi ta đặt hai đồng hồ cạnh nhau, nếu chúng có cùng độ chính xác thì chúng phải luôn chỉ
cùng một thời gian. Tuy nhiên, khi một chiếc chuyển động nhanh, quan sát viên đứng bên
cạnh chiếc đồng hồ đứng yên có thể quan sát thấy chiếc đồng hồ này bị chạy chậm đi. Đó là
hiệu ứng co giãn thời gian được tiên đoán bởi Albert Einstein trong lí thuyết tương đốihẹp
được xuất bản từ năm 1905, và đã từng được kiểm chứng rất nhiều lần. Lần kiểm chứng
đầu tiên được tiến hành vào năm 1938 bởi thí nghiệm của Herbert Ives và G.R. Stillwell với
sai số 1% so với tiên đoán, và lần gần đây nhất được kiểm chứng bởi hệ thống đồng hồ
nguyên tử trên Trái đất với sự hỗ trợ của hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GPS).
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn không ngừng tiến hành các đo đạc để kiểm chứng sự lệch
thời gian theo lí thuyết này. Ví dụ như các nhà khoa học cố gắng tìm sự lí giải cho câu hỏi
tại sao lại có nhiều vật chất hơn là phản vật chất trong vũ trụ dẫn đến việc vi phạm định lí
CPT, đã phát biểu rằng các định luật vật lí luôn giữ nguyên tính chất nếu các điện tính, tính
chẵn lẻ và tính chất đảo thời gian của một hạt đều cùng nhau đảo ngược. Sự vi phạm CPT
có thể được "thanh minh" bởi sự vượt quá của các vật chất thông thường có thể quan sát
được, nhưng cũng có thể dẫn đến việc những phương trình dưới Mô hình chuẩn của vật lí
hạt được dựa trên lí thuyết tương đối hẹp là chưa hoàn toàn đầy đủ.
Theo những kết quả vừa công bố trên Nature Physics advance o nline publication , các thí
nghiệm đã được tiến hành bởi Gerald Gwinner (Đại học Manitoba, Canada) cùng với các
đồng nghiệp từ nhiều nơi ở Đức đã chỉ ra rằng không có sự sai lệch nào của thuyết tương
đối hẹp hay vật lí dưới Mô hình chuẩn. Để kiểm chứng lí thuyết tương đối hẹp, nhóm đã cải
tiến kỹ thuật quang phổ laser bão hòa để đo sự co giãn thời gian của một nhóm các nguyên
tử Li-7 được bơm tới vận tốc cao vào một vòng bẫy từ trường đặt tại Viện Vật lí Hạt nhân
Max Planck ở Heidelberg (Đức). Khi ở trạng thái đứng yên đối với quan sát viên, Li-7 có sự
chuyển mức điện tử giữa các mức năng lượng và luôn phát ra ở tần số 546 THz, tương ứng

như một "tích tắc". Trên nguyên tắc, sự co giãn thời gian thời gian với tần số này đối với
nguyên tử Li-7 chuyển động có thể được phát hiện nhờ sự chiếu sáng với một tia laser từ
phía sau. Trên thực tế, nhóm các ion Li trong vòng từ không hoàn toàn có cùng một vận tốc
và điều này dẫn đến sự hạn chế về độ chính xác của phép đo.
Để loại bỏ sự hạn chế về độ chính xác này, nhóm đã sử dụng một chùm laser thứ hai hướng
vào các ion. Mặc dù chùm laser này cũng gây ra sự phát quang đối với các iôn, nhưng ở tại
trung tâm của sự phân bố vận tốc lại nhận được nhiều các photon đến nỗi mà tính chất phát
quang của chúng bị bão hòa dẫn đến việc tạo ra một độ nghiêng địa phương trong quang
phổ và do đó chỉ các iôn có cùng một vận tốc được ghi nhận.
Gwinner cùng các đồng nghiệp đã ghi lại tích 2 tần số laser, mà theo lí thuyết tươngđối hẹp
sẽ phải bằng bình phương tần số phát ra từ iôn Li-7 ở trạng thái đứng yên. Tuy nhiên tần số
chuyển mức này chưa được xác định với một độ chính xác đủ mức như họ cần thiết nên các
nhà nghiên cứu đã lặp lại thí nghiệm với các iôn Li-7 di chuyển với vận tốc chỉ là 3% và
6,4% vận tốc ánh sáng và kiểm tra lại tích này một lần nữa.
Đúng như các nhà nghiên cứu trông đợi, kết quả đưa đến sự phù hợp với độ chính xác rất
cao (sai số nhỏ dưới 8,4.10
-8
), vượt xa 10 lần so với các kiểm chứng từ hệ thống GPS trước
đó. "Có nghĩa là ở mức độ rất nhạy cảm của thí nghiệm này, ta có thêm bằng chứng để nói
rằng vật lí trong Mô hình chuẩn thực ra chưa đủ để mô ta mọi thứ" - Gwinner nói với
Physicsworld.com