بزرگنمايي:

عصرقم- بیش از یک قرن پیش، یکی از فیزیکدانان مشهور، آلبرت اینشتین، نظریه پیشگامانه نسبیت خاص را ارائه کرد. تقریباً همه چیزهایی که درباره جهان می‌دانیم بر اساس این نظریه است؛ هرچند بخشی از آن تاکنون به صورت تجربی اثبات نشده است. دانشمندان مؤسسه مهندسی لیزر دانشگاه اوزاکا برای اولین‌بار از اندازه‌گیری‌های الکترواپتیک فوق سریع برای تجسم انقباض میدان الکتریکی اطراف پرتو الکترونی که با سرعت نزدیک به نور حرکت می‌کند استفاده کردند و فرایند تولید را نشان دادند.

طبق نظریه نسبیت خاص اینشتین، برای توصیف دقیق حرکت اجسامی که با سرعت نزدیک به سرعت نور از ناظر (observer) عبور می‌کنند، باید از تحول لورِنتس استفاده کرد که مختصات مکان و زمان را ترکیب می‌کند. اینشتین موفق شد توضیح دهد که چگونه این تبدیل‌ها به معادلات خودسازگار برای میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی منجر می‌شوند.

تحولات لورِنتس زمان و مکان و همچنین تحولات انرژی و شتاب (momentum) به‌ترتیب با آزمایش‌های اتساع زمان و آزمایش‌های انرژی جرم نسبیتی نشان داده شده است. در اینجا، تیم پژوهشی از یک اثر نسبیتی مشابه به نام انقباض میدان الکتریکی کمک گرفت که به تحول پتانسیل‌های الکترومغناطیسی لورنتس مربوط می‌شود.

محققان دانشگاه اوزاکا در ژاپن، انقباض نسبیتی میدان الکتریکی تولیدشده توسط ذرات باردار پرسرعت را نشان دادند که براساس نظریه اینشتین به پیشرفت تحقیقات درخصوص تابش و فیزیک ذرات کمک می‌کند.

پروفسور ماکوتو ناکاجیما (Makoto Nakajima)، سرپرست تیم پژوهشی، می‌گوید: ما انقباض میدان الکتریکی را در اطراف یک پرتو الکترونی که نزدیک به سرعت نور منتشر می‌شد، تجسم کردیم؛ علاوه بر این، این تیم فرایند انقباض میدان الکتریکی را درست پس از عبور پرتو الکترونی از یک مرز فلزی مشاهده کرد.

گفته می‌شود اینشتین هنگام طراحی نظریه نسبیت از آزمایش‌های فکری استفاده کرد تا تصور کند سوار شدن بر موج نور چگونه است. پروفسور ناکاجیما می‌گوید: اثبات اثر نسبیتی میدان‌های الکتریکی بیش از 100 سال پس از آنکه اینشتین آن را پیش‌بینی کرد، شاعرانه است. میدان‌های الکتریکی در وهله اول یک عنصر ضروری در شکل‌گیری نظریه نسبیت بودند.

مشاهدات این پژوهش با پیش‌بینی‌های اینشتین درخصوص نسبیت خاص در الکترومغناطیس مطابقت زیادی دارد و به همین دلیل می‌توان از آن به‌عنوان بستری برای اندازه‌گیری پرتوهای ذرات پرانرژی و آزمایش‌های دیگر در فیزیک انرژی بالا استفاده کرد.