Zadanie z fizyki (dla obalaczy)

Zadanie najprostsze z możliwych.

Obiekt w układzie obserwatora (spoczywającym) porusza się po linii prostej z prędkością v równą dwóm dziesiątym prędkości światła c (v=0,2c). Obiekt ten wysyła jednocześnie dwa fotony: jeden dokładnie w przód, drugi - dokładnie w tył. Pytanie: jaka jest prędkość fotonów w układzie obserwatora?

Skostniali w swej mitologii pseudonaukowej fizycy uniwersyteccy odpowiedzą oczywiście, że dla obu fotonów wynosi ona c. A jaka będzie odpowiedź obalaczy?

Niebawem podam prawidłową odpowiedź.

Wszystkim odwiedzającym mój blog składam nieco spóźnione, ale szczere życzenia Wesołych Świąt, a obalaczom życzę dodatkowo miłego obalania :)

ODPOWIEDŹ

Oczywiiście, prędkość obu fotonów wynosi  c. A dlaczego w zadaniu przyjąłem takie, a nie inne parametry? Bo właśnie takie występowały w pewnym eksperymencie przeprowadzonym pół wieku temu. Mierzono prędkość fotonów powstałych z rozpadów neutralnych pionów π⁰, a piony te poruszały się z prędkością 0,2c. Z pomiarów jasno wynika, że prędkość obu fotonów była równa  c. Opis doświadczenia można przeczytać tutaj.

Zachęcam do przeczytania tej pracy, gdyż - moim zdaniem - jest ona podręcznikowym wręcz przykładem, jak należy opisywać wyniki eksperymentalne. Autorzy (T.A. Filippas i J.G. Fox) sami, bądź odwołując się do literatury, w niezwykle jasny sposób przestawiają ideę doświadczenia i użytą aparaturę pomiarową, analizują możliwe błędy i wpływ otoczenia, a na koniec dyskutują wyniki. W podsumowaniu piszą: Konkludujemy, że nasze wyniki są silnym dowodem na to, iż prędkość promieniowania wyemitowanego przez poruszające się źródło nie jest klasyczną sumą wektorową  c i prędkości źródła. Z dokładnością do błędów pomiarowych, wynikowa suma jest równa  c, czego wymaga szczególna teoria względności.

Może po przeczytaniu tej pracy niektórzy przestaną wreszcie truć, że nie było żadnego eksperymentu potwierdzającego założenie Einsteina o stałości prędkości światła!