Скорость вращения Земли впервые измерили при помощи запутанных частиц света
Австрийским физикам впервые удалось с высокой точностью измерить скорость вращения Земли, наблюдая за тем, как движение планеты вокруг своей оси влияет на свойства запутанных частиц света внутри квантового интерферометра. Об этом сообщила пресс-служба Венского университета.
«Наши исследования стали значительным шагом вперед в измерении скорости вращения Земли. Прошло почти столетие с тех пор, как физики начали использовать обычный свет для наблюдений за вращением планеты. Нам удалось достичь достаточной чувствительности, чтобы провести такие измерения с помощью запутанных квантов света», — заявила научный сотрудник Венского университета Юй Хаоцунь, слова которой приводит пресс-служба университета.
Юй Хаоцунь и её коллеги разработали квантовый аналог интерферометра Саньяка — устройства, используемого для измерения скорости вращения Земли и искусственных объектов. Этот прибор состоит из источника света и нескольких зеркал, которые заставляют свет двигаться по часовой стрелке и против неё внутри замкнутого кольца. Вращение изучаемого объекта вызывает особое наложение световых лучей, что позволяет определить его скорость вращения.
Австрийские физики предположили, что точность интерферометра Саньяка значительно повысится, если использовать источники одиночных фотонов, которые могут создавать максимально запутанные пары частиц света. Свойства этих квантов следует подобрать так, чтобы их характеристики позволяли обойти ограничения точности измерений, наложенные принципом неопределенности Гейзенберга.
Руководствуясь этой идеей, ученые собрали прототип квантового интерферометра Саньяка, включающий источник запутанных фотонов, подключенный к двум километровым сегментам оптоволокна, намотанным на алюминиевую раму. Эти сегменты соединены специальным переключателем, который позволяет ученым направлять частицы света в одном и том же направлении или в противоположные стороны.
Этот переключатель позволил физикам нейтрализовать влияние вращения Земли на работу интерферометра и измерить скорость вращения планеты вокруг своей оси — 452 м/с — с погрешностью около 30 м/с, используя только квантовые свойства фотонов. Ученые надеются, что дальнейшее совершенствование квантовых интерферометров повысит точность измерений на несколько порядков и позволит применять эти приборы для наблюдений за квантовыми объектами в искривленном пространстве-времени.
