Датчик гравітації шукає тунелі під Землею, — дослідники

У новому датчику квантової гравітації вільно падаючі атоми виявляють тонкі варіації гравітаційного тяжіння Землі в різних місцях. Ці варіації відображають відмінності в густині матеріалу під датчиком, що дозволяє приладу заглянути під землю, повідомляє Science News.

"Подібні інструменти знайдуть безліч застосувань", — говорить Нікола Полі, фізик-експериментатор з Університету Флоренції, співавтор коментаря до дослідження в журналі Nature.

Датчики квантової гравітації мають на увазі використовувати для спостереження за ґрунтовими водами або магмою під вулканами або для допомоги археологам у виявленні прихованих гробниць або інших артефактів без необхідності їх викопувати.

Деякі пристрої вимірюють, наскільки сила тяжіння тягне масу, підвішену на пружині. Інші інструменти використовують лазери для вимірювання швидкості падіння об'єкта у вакуумній камері. Але атоми, що вільно падають, такі як ті, що використовуються в датчиках квантової гравітації, є найчистішими і найбільш надійними тестовими масами.

Як працює датчик?

Усередині датчика квантової гравітації хмара переохолоджених атомів скидається за жолобом. Потім імпульс світла поділяє кожен із падаючих атомів у стан суперпозиції, де кожен атом існує у двох місцях одночасно.

Через своє положення, що трохи розрізняється в гравітаційному полі Землі, дві версії кожного атома при падінні відчувають різну тягу вниз. Потім інший світловий імпульс рекомбінує розщеплені атоми.

Завдяки корпускулярно-хвильовому дуалізму атомів — дивному правилу квантової фізики, згідно з яким атоми можуть поводитися як хвилі — атоми, що возз'єдналися, інтерферують одне з одним. Тобто коли атомні хвилі перекриваються, їхні гребені та западини можуть посилювати або компенсувати одне одного, створюючи інтерференційну картину.

Ця картина відображає кілька низхідних тяжіння, що відрізняються, які відчували розщеплені версії кожного атома при падінні, розкриваючи гравітаційне поле в місці розташування атомної хмари.

Коли датчик продаватимуть?

Надзвичайно точні вимірювання, зроблені такими пристроями на основі атомів, допомогли перевірити теорію гравітації Ейнштейна та виміряти фундаментальні константи, такі як постійна гравітаційна Ньютона.

Команда дослідників побудувала портативну версію датчика гравітації, що використовується в експерименті виявлення тунелів. Ця машина важить близько 15 кг.

"Але переносимість — не єдина проблема, пов'язана з тим, щоб зробити ці інструменти зручнішими для користувача, — каже Метьє, співавтор дослідження, який також працює в Бірмінгемському університеті. — "Наразі нам усе ще потрібна людина з науковим ступенем у галузі фізики до роботи з датчиком".

Раніше Фокус повідомляв, що мережі 5G, як виявилося, не стосуються падіння в Мексиці птахів з неба.

Учені дізналися, скільки на Землі є видів дерев завдяки нацистській технології злому шифрів.