Troughton-Rankin-kokeella pyritään vahvistamaan ja mittaamaan kohteen Lorentz-Fitzgeraldin pituuden supistuminen yhden vertailukehyksen mukaisesti (kuten valoeetteri määrittelee) ja tuottaa mitattava vaikutus kohteen lepokehyksessä siten, että eetteri vaikuttaa. " valittuna viitekehyksenä ". Kokeen suorittivat ensimmäisen kerran Frederick Thomas Troughton ja Alexander Oliver Rankin vuonna 1908.
Kokeen tulos oli negatiivinen, mikä on yhdenmukainen suhteellisuusperiaatteen (ja siten erikoissuhteellisuusperiaatteen ) kanssa, jonka mukaan jossain inertiaalisessa vertailukehyksessä lepäävät havainnoitsijat eivät voi mitata omaa translaatioliikettään instrumenteilla, jotka lepäävät juuri tässä vertailukehyksessä. Siksi pituuden supistumista ei voida mitata myöskään liikkuvilla havainnoilla. Katso myös Erikoissuhteellisuustestit .
Kuuluisa Michelson-Morley-koe vuodelta 1887 osoitti, että tuolloin hyväksyttyä eetteriteoriaa oli muutettava. Fitzgerald ja Lorentz ehdottivat toisistaan riippumatta koelaitteiston pituuden pienentämistä liikkeen suunnassa (suhteessa valopitoiseen eetteriin ), mikä selittäisi Michelson-Morley-kokeen lähes nollatuloksen. Ensimmäiset yritykset mitata joitain tämän supistumisen seurauksia laboratoriokehyksessä ( kokeellisella järjestelyllä liikkuvan havainnoijan inertiavertailu ) tehtiin Rayleighin ja Bracen (1902, 1904) kokeissa, vaikka tulos oli negatiivinen. Vuoteen 1908 mennessä modernit sähködynamiikan teoriat, Lorentzin eetteriteoria (nyt korvattu) ja erityinen suhteellisuusteoria (nyt yleisesti hyväksytty ja vailla eetteriä) ennustivat kuitenkin, että Lorentz-Fitzgeraldin pituuden supistumista ei voida mitata liikkuvassa kehyksessä, koska nämä teoriat olivat perustuu Lorentzin muunnokseen .
Frederick Thomas Troughton (suoritettuaan Troughton-Noblen kokeen vuonna 1903) teki sen sijaan laskelmia käyttämällä omaa tulkintaansa sähködynamiikasta, laskemalla pituuden supistumisen koelaitteiston nopeuden mukaan eetterisessä koordinaatistossa, mutta laskemalla sähködynamiikan Maxwellin yhtälöiden ja Ohmin laki laboratoriojärjestelmässä. Troughtonin sähködynamiikkaa koskevien näkemysten mukaan laskelmat ennustivat mitattavissa olevan laboratoriokehyksen pituuden lyhenemisen vaikutusta. Yhdessä Alexander Oliver Rankinin kanssa hän päätti testata tätä koetta vuonna 1908 yrittämällä mitata kelan resistanssin muutosta, kun sen suunta muutettiin "eetterin nopeudeksi" (laboratorionopeus valoeetterin läpi). Tämä tehtiin asettamalla neljä identtistä kelaa Wheatstonen siltakonfiguraatioon , mikä antoi heille mahdollisuuden mitata tarkasti kaikki resistanssin muutokset. Piiriä kierrettiin sitten 90 astetta akselinsa ympäri samalla kun mitattiin vastusta. Koska Lorentz-Fitzgeraldin pituuden supistuminen tapahtuu vain liikkeen suunnassa, "eetterikehyksen" kannalta kelojen pituus riippui niiden kulmasta suhteessa eetterin nopeuteen. Siksi Troughton ja Rankin uskoivat, että resistanssin, mitattuna lepovertailukehyksessä, pitäisi muuttua laitteen pyöriessä. Niiden huolelliset mittaukset eivät kuitenkaan osoittaneet havaittavaa muutosta vastuksessa [1] [2] .
Tämä osoitti, että jos Lorentzin supistuminen oli olemassa, niin se ei ollut mitattavissa objektin lepokehyksessä - vain täydellisen Lorentzin muunnoksen sisältävät teoriat , kuten erityinen suhteellisuusteoria , ovat edelleen oikeita.
| Erikoissuhteellisuusteorian kokeellinen verifiointi | |
|---|---|
| Nopeus/isotropia | |
| Lorentzin invarianssi |
|
| Aikalaajennus Lorentzin supistuminen |
|
| Energiaa |
|
| Fizeau/Sagnac | |
| Vaihtoehtoja | |
| Kenraali |
|