Dayton Clarence Miller (13 de marzo de 1866 - 22 de febrero de 1941) [1] [2] [3] [4] fue un físico , astrónomo , acústico y flautista aficionado estadounidense . Uno de los primeros experimentadores de rayos X , Miller fue un defensor de la teoría del éter y del espacio absoluto y un oponente de la teoría de la relatividad de Albert Einstein .
Nacido en Ohio, hijo de Charles Webster Dewey y Vienna Pomeroy Miller, se graduó en la Universidad Baldwin en 1886 y obtuvo un doctorado en astronomía en la Universidad de Princeton con Charles A. Young en 1890. Miller pasó toda su carrera enseñando física en la Case School of Applied Science en Cleveland, Ohio , como jefe del departamento de física desde 1893 hasta su jubilación en 1936. Tras el descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Röntgen en 1895, Miller utilizó tubos de rayos catódicos construidos por William Crookes para hacer algunas de las primeras imágenes fotográficas de objetos ocultos, incluida una bala dentro de la extremidad de un hombre. Activo en muchas organizaciones científicas, Miller fue miembro de la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias y de la Sociedad Filosófica Estadounidense . Durante la década de 1920, se desempeñó como secretario, vicepresidente y presidente de la Sociedad Estadounidense de Física y como presidente de la división de Ciencias Físicas del Consejo Nacional de Investigación . Miller fue miembro fundador de la Sociedad Acústica de América (ASA) y fue presidente de la ASA entre 1931 y 1933. [5]
En 1900, comenzó a trabajar con Edward Morley en la detección de la deriva del éter , [6] en ese momento una de las áreas "calientes" de la física fundamental . Siguiendo con el aparato básico como el experimento anterior de Michelson-Morley , Miller y Morley publicaron otro resultado nulo en 1904. Estos resultados experimentales fueron citados más tarde en apoyo de la teoría de la relatividad de Albert Einstein . Miller continuó trabajando en el perfeccionamiento de sus técnicas experimentales después de 1904, realizando millones de mediciones sobre la deriva del éter y, finalmente, desarrollando el interferómetro más sensible del mundo en ese momento.
Dayton Miller realizó más de 326.000 giros del interferómetro [7] [8] [9] [10] [11] con 16 lecturas cada uno (más de 5.200.000 mediciones). Mostraban lo que parecía ser una pequeña cantidad de deriva (unos 9 km/s, 1/3 de la velocidad de la Tierra alrededor del Sol). Con luz blanca y brazos de 32 m podía ver casi siempre el mismo resultado:
El análisis de amplitud sugiere un arrastre de éter, pero el análisis de fase sugiere que el Sistema Solar se dirige hacia la constelación de Dorado a una velocidad de 227 km/s.
Estos resultados fueron presentados por Miller como una indicación positiva de la existencia de una deriva del éter. Sin embargo, el efecto que Miller vio fue minúsculo, mucho menor de lo que se esperaría para un éter estacionario. Para que estos resultados fueran consistentes con un éter, se tuvo que asumir que el éter era arrastrado junto con la Tierra en una medida mucho mayor de lo que las teorías del éter predicen típicamente. Valores tan altos podrían eliminarse debido a otros fenómenos físicos como la aberración estelar , que pone límites superiores a la cantidad de arrastre. Además, la medición estaba estadísticamente lejos de cualquier otra medición que se estuviera realizando en ese momento. Se observaron desplazamientos de franja de aproximadamente 0,01 en muchos experimentos, mientras que el 0,08 de Miller no se duplicó en ningún otro lugar, incluidos los propios experimentos de Miller en 1904 con Morley, que mostraron una deriva de solo 0,015.
Basándose en un análisis de errores, los críticos de Miller argumentaron que había sobrestimado la precisión de sus resultados y que sus mediciones eran en realidad perfectamente coherentes con una diferencia marginal de cero, el resultado nulo que registraban todos los demás experimentos. Sin embargo, Miller siguió defendiendo sus resultados, afirmando que la razón probable de los denominados resultados nulos era que no se estaban realizando en lugares elevados (como las cimas de las montañas), donde el viento de éter (deriva) supuestamente era mucho mayor debido a una menor resistencia del éter. [12]
Einstein se interesó en esta teoría de la deriva del éter y reconoció que un resultado positivo de la existencia del éter invalidaría la teoría de la relatividad especial, pero comentó que las influencias altitudinales y las temperaturas pueden haber proporcionado fuentes de error en los hallazgos. Miller comentó: [13]
El problema con el profesor Einstein es que no sabe nada sobre mis resultados. [...] Debería reconocerme el mérito de saber que las diferencias de temperatura afectarían a los resultados. Me escribió en noviembre sugiriendo esto. No soy tan simple como para no tener en cuenta la temperatura.
Durante la década de 1920 se llevaron a cabo varios experimentos, tanto basados en interferometría , como en el experimento de Miller, como otros que utilizaban técnicas completamente diferentes, y estos también arrojaron un resultado nulo . Incluso en ese momento, el trabajo de Miller se consideró cada vez más como una anomalía estadística, una opinión que sigue siendo válida hoy en día, [14] dado un cuerpo cada vez mayor de resultados negativos. Por ejemplo, Georg Joos repitió el experimento de Miller utilizando una configuración muy similar (los brazos de su interferómetro eran de 21 m frente a los 32 m del experimento de Miller) y obtuvo resultados que eran 1/50 de la magnitud de los de Miller (véase Experimento de Michelson-Morley#Experimentos posteriores ). Sin embargo, Miller afirmó que la explicación de los resultados de los experimentos de Georg Joos era que se realizaron a baja altitud en el interior de un edificio, donde el viento de éter era muy bajo. [12]
En 1955, Robert S. Shankland , SW McCuskey, FC Leone y G. Kuerti realizaron un nuevo análisis de los resultados de Miller. Shankland, quien dirigió el informe, señaló que la "señal" que Miller observó en 1933 en realidad está compuesta de puntos que son un promedio de varios cientos de mediciones cada uno, y la magnitud de la señal es más de 10 veces menor que la resolución con la que se registraron las mediciones. La extracción de un único valor para la medición por parte de Miller es estadísticamente imposible, los datos son demasiado variables para decir que "este" número es mejor que "aquel"; los datos, desde la posición de Shankland, respaldan un resultado nulo tanto como el positivo de Miller.
Shankland concluyó que la señal observada por Miller se debía en parte a fluctuaciones estadísticas y en parte a las condiciones de temperatura locales, y también sugirió que los resultados de Miller se debían a un error sistemático más que a la existencia observada de éter. En particular, consideró que Miller no tuvo suficiente cuidado en protegerse contra los gradientes térmicos en la habitación donde se realizó el experimento, ya que, a diferencia de la mayoría de los experimentos de interferometría, Miller llevó a cabo el suyo en una habitación donde el aparato se dejó deliberadamente expuesto a los elementos hasta cierto punto.
En el análisis de Shankland, no se encontró ninguna señal estadísticamente significativa de la existencia de éter. Shankland concluyó que la señal observada por Miller era espuria, debido principalmente a efectos de temperatura no controlados en lugar de a la existencia observada de un éter. Además, algunos científicos convencionales de la actualidad han argumentado que cualquier señal que Miller observó fue el resultado del efecto del experimentador , es decir, un sesgo introducido por el deseo del experimentador de encontrar un determinado resultado, que era una fuente común de error sistemático en el análisis estadístico de datos antes de que se desarrollaran las técnicas experimentales modernas. (Este efecto no se abordó por su nombre en el primer libro de texto de Miller sobre técnicas experimentales ; véase Ginn & Company, 1903).
El Dr. Miller publicó manuales diseñados para ser manuales de estudiantes para la realización de problemas experimentales en física. En 1908, el interés de Miller en la acústica lo llevó a desarrollar una máquina para registrar ondas de sonido fotográficamente, llamada phonodeik . Utilizó la máquina para comparar las formas de onda producidas por flautas fabricadas con diferentes materiales. Durante la Primera Guerra Mundial , Miller trabajó con las características físicas de las ondas de presión de los cañones de gran tamaño a petición del gobierno. Dayton Miller fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ciencias en 1921. Fue miembro del Consejo Nacional de Investigación en Washington, DC de 1927 a 1930. [15]
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