Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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GR: Gravitation und Relativitätstheorie

GR 12: Experimentelle Tests

GR 12.5: Fachvortrag

Freitag, 22. März 2002, 12:00–12:20, HS 20

Experimente auf der ISS zum Test des Schwachen Äquivalenzprinzips für geladene Materie — •Hansjörg Dittus¹ und Claus Lämmerzahl² — ¹ZARM, Universität Bremen — ²Inst. f. Experimetalphysik, Heinrich-Heine-Universität , Düsseldorf

Tests des Schwachen Äquivalenzprinzips sind mit größerer Genauigkeit bisher nur mit neutraler Materie in makroskopischen Anordnungen und mit Atominterferometrie durchgeführt worden. Experimente mit geladener Materie sind nur vereinzelt versucht und mit unbefriedigenden Ergebnissen abgeschlossen worden. Dem von Witteborn und Fairbank bereits 1966 durchgeführten Experiment mit freifallenden Elektronen muss auch bei gutmütiger Interpretation noch ein Fehler von 10 % zugeschrieben werden. Wesentliche Fehlerquellen sind die Deformation der Metallgitter der faradayschen Abschirmungen im Schwerefeld und das elektrische Feld, das die in der Abschirmung gebundenen Elektronen gegen das Gravitationsfeld hält (Schiff-Barnhill-Effekt). In einem alternativen Zugang kann man die Gyrationsbewegungen von geladenen Materie- oder Antimaterie-Teilchen in Penning-Fallen unter Schwerkrafteinfluss beobachten, wobei sich Abweichungen aus einer Verschiebung des Gyrationszentrums ableiten lassen sollten. Die Genauigkeit dieser Experimente unterliegt jedoch ebenfalls den oben genannten Schwierigkeiten.

Sowohl die Experimente vom Witteborn-Fairbank-Typ als auch die für Penning-Fallen vorgeschlagenen (vgl. Huber et al., 2000) können mit erheblich verbesserter Genauigkeit auf orbitalen Plattformen unter kompensierter Schwerkraft durchgeführt werden.