Лазерный мир

Исследователям из Мюнхенского технического университета (TUM) удалось измерить вращение Земли более точно, чем когда-либо прежде. Кольцевой лазер в геодезической обсерватории Wettzell теперь может использоваться для сбора данных на уровне качества, не имеющем себе равных в мире.

Измерения будут использоваться для определения положения Земли в космосе, для климатических исследований и повышения надежности климатических моделей, сообщает «phys.org».

Хотите посмотреть, как быстро вращается Земля за последние несколько часов? Теперь это можно сделать в геодезической обсерватории Ветцелль.

Что именно измеряет кольцевой лазер? В своем путешествии в космосе Земля вращается вокруг своей оси с немного изменяющейся скоростью. Кроме того, ось, вокруг которой вращается планета, не совсем статична, она немного колеблется. Это связано с тем, что наша планета не является полностью твердой, а состоит из различных составных частей, некоторые из которых твердые, некоторые жидкие.

Итак, внутренности самой Земли находятся в постоянном движении. Эти сдвиги в массе ускоряют или тормозят вращение планеты.

Флуктуации вращения важны не только для астрономии, но и для создания точных климатических моделей и лучшего понимания погодных явлений, таких как Эль-Ниньо. И чем точнее данные, тем точнее прогнозы.

Кольцевые лазеры состоят из замкнутой квадратной траектории пучка с четырьмя зеркалами, полностью заключенными в определенное тело, называемое резонатором. Это предохраняет длину пути от изменения из-за колебаний температуры. Смесь гелия и неона внутри резонатора позволяет возбуждать лазерные лучи, один по часовой стрелке и один против часовой стрелки.

Если бы не движение Земли, свет прошел бы одинаковое расстояние в обоих направлениях. Но так как аппарат движется вместе с Землей, то расстояние для одного из лазерных лучей меньше, так как вращение Земли перемещает зеркала ближе к лучу. В противоположном направлении свет проходит соответственно большее расстояние.

Этот эффект создает разницу в частотах двух световых волн, суперпозиция которых генерирует ноту биения, которую можно очень точно измерить. Чем выше скорость, с которой вращается Земля, тем больше разница между двумя оптическими частотами. На экваторе Земля поворачивается на 15 градусов к востоку каждый час. При этом генерируется сигнал с частотой 348,5 Гц в устройстве TUM. Колебания продолжительности суток проявляются значениями от 1 до 3 миллионных долей Гц (1–3 микрогерц).

Источник: https://argumenti.ru/society/nature/2023/11/866455