随着地球的转动,量子陀螺可以测量其速度

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我们在地球上的日子并不总是24小时。地震和云系统会微妙地扰乱地球的自转,增加或减少几分之一秒。目前的方法不够灵敏,无法检测到这些摆动,即使它们源于大地震。然而,加州大学伯克利分校的实验物理学家开发的新设备可能能够追踪这些短暂的每日差异。理查德·帕卡德和肖姆斯·戴维斯用超冷氦-3制造了一种陀螺仪:这种无摩擦的超流体会产生一种哨声,声音的大小取决于地球自转轴的方向。

帕卡德说:“这项研究对我们来说是一项令人兴奋的突破。” “这项效应的成功演示可能使科学家能够测量物体(包括地球)旋转的极微小的增加或减少。” 该团队在1997年首次发现了量子哨声,当时他们将超流体氦-3推过一个穿孔膜。这一次,他们在甜甜圈形状的容器的相对两侧放置了薄的穿孔膜,并再次尝试使用静电压力将流体推入。他们再次发现,流体并没有按照他们推动的方向流动,而是遵循一种振荡模式并产生一种高音调的嗡嗡声。

振荡和声音直接来自于甜甜圈形状容器中“链接”的两个超流体量子系统的干涉。“本质上,我们证明了两个弱链接的行为就像一个弱链接,其特性受地球自转的影响,”帕卡德解释说。“这项效应的成功演示一直是低温物理学家35年来的目标。” 他们希望超流体氦哨声最终能在未来航天器的极其精确的陀螺仪中找到用武之地。

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