Zeitgenosse in AC hat ja mit dem von ihm nach anfänglichen Mißverständnissen präzisierten Neubauer-Versuch eine sehr gute Idee, die man weiter verfolgen sollte. Ich schlage mal für die praktische Umsetzung seiner Idee einen Versuchsaufbau vor, der m.Es eine hohe Genauigkeit bei relativ geringem Aufwand ermöglicht. Prinzipiell handelt es sich um eine Laufzeitmessung mit nicht synchronisierten Uhren.
Ätherdrift → v
∙∙∙LASER ☼ → ● PZ _A____________________ s _________________ ● PZ_B
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ↓ ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ↓
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ TR_A ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ TR_B
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ↑ ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ↑
∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ۞ Uhr A (Ta) ∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙ ۞ Uhr B (Ta +Tos)
An beiden Enden einer Meßstrecke s sind jeweils eine Photozelle PZ angeordnet, die beide im Lichtstrahl eines LASERS liegen. Auf beiden Seiten sind jeweils ein zweikanaliger Transientenrecorder und dazu noch jeweils eine portable Atomuhr (Satellitentyp) vorhanden. Die Transientenrecorder werden im pre-trigger Modus betrieben.
Die beiden Atomuhren haben eine extrem geringe Gangabweichung, laufen aber bezüglich ihrer Zeitskala nicht synchron. Die Skalenzeit bei Uhr B hat gegenüber jener der Uhr A einen Zeitoffset Tos.
Der Laser sendet einen Burst. Der Spannungsimpuls der PZ_A pretriggert den Transientenrecorder TR_A, der auf einem Kanal diesen Spannungsimpuls aufzeichnet und auf dem zweiten digitalen Kanal die dazugehörende Zeit t_A als Digitalwert registriert. Erreicht der Burst die PZ_B, läuft das da genauso ab. Der Spannungsimpuls der PZ_B pretriggert den Transientenrecorder B, der auf einem Kanal diesen Spannungsimpuls aufzeichnet und auf dem zweiten digitalen Kanal die dazugehörende Zeit t_B als Digitalwert registriert.
Es ergibt sich
t_B = t_A + Tos + s/c+v
v= -c + s / (t_B - t_A - Tos)
Die Messung wiederholt man zu unterschiedlichen Tageszeiten mit unterschiedlicher Ausrichtung der Meßstrecke zum Ätherwind.
Das ergibt ein v, das wegen des unbekannten Tos mit einem Fehler behaftet ist. Tos und damit der Fehler soll aber möglichst konstant bleiben, was durch hohe Gabggenauigkeit der Uhren erreicht wird. Soweit ich weiß, haben Satellitenuhren eine Ganggenauigkeit von etwa 10E-12. Das macht maximal 80ns/tag Gangabweichung; zu viel. Die Uhren müßten mindestens eine Größenordnung stabiler laufen. Eventuell gibt´s die ja schon.
Tos sollte natürlich nicht nur möglichtst konstant, sondern darüberhinaus möglichst klein sein. Das kann man durch vorherige möglichst gute Synchronisationsmaßnahmen beider Uhren erreichen. Einige ns für Tos sollten machbar sein.
Kann man also Tos beherrschen, dann liefern die verschiedenen Messungen Werte für v (behaftet mit einem konstanten Fehleroffset), die ohne Äther immer konstant sind. Ist ein Äther vorhanden, wird sich v für unterschiedliche Ausrichtung der Meßstrecke im Äther ändern.
Ernst
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