Fizycy z USA zaproponowali czujnik do pomiaru efektu wleczenia układów odniesienia — Live Science
Fizycy z USA zaproponowali stołowe urządzenie kwantowe do pomiaru niezwykle słabego efektu, w którym obrót Ziemi zakrzywia czasoprzestrzeń wokół planety. Jak informuje Live Science, proponowany czujnik mógłby potencjalnie osiągnąć precyzję najlepszych pomiarów satelitarnych, lecz w ciągu minut, a nie lat.
Test ogólnej teorii względności
Ogólna teoria względności Einsteina przewiduje, że masywny obracający się obiekt pociąga czasoprzestrzeń swoim ruchem. W pobliżu Ziemi efekt ten, znany jako wleczenie układów odniesienia, jest bardzo słaby. Wcześniej mierzono go wyłącznie z orbity — na podstawie zmian ruchu żyroskopów lub satelitów.
Satelita NASA Gravity Probe B potwierdził to przewidywanie w 2011 roku z niepewnością wynoszącą około 18%. W lipcu badacze poinformowali, że satelita LARES-2 pozwolił zmniejszyć niepewność do 0,2%, jednak wymagało to około trzech lat śledzenia laserowego. Takie obliczenia wymagają również uwzględnienia nierównomiernego rozkładu masy Ziemi i jej niejednorodności grawitacyjnych.
Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.
Pętla z nadciekłego helu
Koncepcja nowego przyrządu zakłada pętlę z nadciekłego helu-4 — substancji schłodzonej do stanu, w którym płynie ona bez tarcia i zachowuje się jak jeden obiekt kwantowy. W pętli ma znajdować się cienka bariera z otworami o nanometrowych rozmiarach, znana jako złącze Josephsona. Może przez nią przechodzić hel nadciekły, lecz nie zwykły ciekły hel.
Według obliczeń autorów obrót Ziemi będzie wpływać na stan kwantowy helu i zmieniać częstotliwość jego oscylacji w pętli. W temperaturze poniżej 0,7 kelwina szum termiczny gwałtownie maleje. Działanie takiego czujnika wymaga otworów o szerokości około 1 nanometra — dziesiątki razy mniejszych od tych stosowanych w poprzednich urządzeniach helowych.
Badacze zaznaczają, że niezbędne materiały są nadal opracowywane i nie zostały jeszcze zintegrowane z działającym czujnikiem. Jeśli urządzenie uda się zbudować, według ich szacunków będzie mogło mierzyć ten efekt z precyzją 0,2% w około 35 minut. Zastosowanie membrany z kwarcu lub szafiru mogłoby potencjalnie skrócić ten czas do około jednej sekundy.
