Det låter som science fiction, men tiden du upplever mellan två händelser beror direkt på vägen du tar genom universum. Med andra ord, Einsteins teori om speciell relativitet relativiserar att en person som reser i en höghastighetsraket skulle åldras långsammare än människor tillbaka på jorden.
Även om få fysiker tvivlar på att Einstein hade rätt, är det viktigt att verifiera tidsutvidgning till bästa möjliga noggrannhet. Nu har ett internationellt team av forskare, inklusive Nobelpristagaren Theodor Hänsch, chef för optikinstitutet Max Planck, gjort just detta.
Test av speciell relativitet går tillbaka till 1938. Men när vi började gå ut i rymden regelbundet, var vi tvungna att lära oss att hantera tidsutvidgning dagligen. GPS-satelliter, till exempel, är i princip klockor i omloppsbana. De reser med en hastighet av 14 000 kilometer i timmen långt över jordens yta på ett avstånd av 20 000 kilometer. Så i förhållande till en atomur på marken förlorar de cirka 7 mikrosekunder per dag, ett nummer som måste beaktas för att de ska fungera ordentligt.
För att testa tidsutvidgning till mycket högre precision, Benjamin Botermann från Johannes Gutenberg-universitetet, Tyskland, och kollegor påskyndade litiumjoner till en tredjedel ljusets hastighet. Här spelar Doppler-skiftet snabbt in. Eventuella joner som flyger mot observatören kommer att skiftas blå och eventuella joner som flyger bort från observatören kommer att rödförskjutas.
Nivån på vilken jonerna genomgår en Doppler-förskjutning beror på deras relativa rörelse, med avseende på observatören. Men detta gör också att deras klocka går långsamt, vilket förskjuter ljuset från observatörens synvinkel - en effekt som du borde kunna mäta i labbet.
Så teamet stimulerade övergångar i jonerna med två lasrar som förökades i motsatta riktningar. Då är eventuella förändringar i absorptionsfrekvensen för joner beroende av Doppler-effekten, som vi enkelt kan beräkna, och den röda skiftningen på grund av tidsutvidgning.
Teamet verifierade sin prognos för tidsutvidgning till några få delar per miljard, vilket förbättrades på tidigare gränser. Resultaten publicerades den 16 september i tidskriften Fysiska granskningsbrev.
