Австрийские физики впервые с достаточно высокой точностью измерили скорость вращения Земли во время наблюдений за тем, как движение планеты вокруг собственной оси влияет на свойства запутанных частиц света, движущихся внутри квантового интерферометра. Об этом сообщила пресс-служба Венского университета.
"Наши опыты стали большим шагом вперед в замерах скорости вращения Земли — прошел почти век с того времени, как физики впервые начали использовать обычный свет для наблюдений за движением планеты вокруг ее собственной оси. Нам удалось достаточной чувствительности для того, чтобы провести подобные замеры при помощи запутанных квантов света", — заявила научный сотрудник Венского университета Юй Хаоцунь, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Юй Хаоцунь и другие исследователи разработали квантовый аналог интерферометра Саньяка — специального измерительного прибора, который используется для измерения скорости вращения Земли и рукотворных объектов. Он представляет собой набор из источника света и нескольких зеркал, которые заставляют свет по часовой стрелке и против нее внутри замкнутого кольца. Вращение изучаемого объекта заставляет лучи света особым образом "наложиться" друг на друга, что позволяет определить скорость его вращения.
Австрийские физики предположили, что точность интерферометра Саньяка значительным образом повысится, если использовать в его работе не обычные лазеры, а источники одиночных фотонов, способные вырабатывать максимально "запутанные" пары частиц света. Свойства этих квантов при этом надо подобрать таким образом, что замеры их характеристик позволят обойти ограничения по точности замеров, накладываемые принципом неопределенности Гейзенберга.
Руководствуясь этой идеей, ученые собрали прототип квантового интерферометра Саньяка, который представляет собой источник запутанных фотонов, подключенный к двум километровым сегментам оптоволокна, намотанным на алюминиевую раму. Эти сегменты соединены друг с другом специальным переключателем, который дает возможность ученым заставлять частицы света в каждом из колец двигаться в одном и том же направлении или в противоположные стороны.
Этот переключатель позволил физикам нейтрализовать влияние вращения Земли на работу интерферометра и измерить скорость движения планеты вокруг своей оси — 452 м/с — с достаточно низкой погрешностью, порядка 30 м/с, опираясь только на квантовые свойства фотонов. Как надеются ученые, последующее улучшение работы квантовых интерферометров повысит точность замеров на несколько порядков и позволит использовать эти приборы для наблюдений за квантовыми объектами в искривленном пространстве-времени.
