Электронные квантовые гироскопы

Электронные квантовые гироскопы аналогичны ядерным, но в них применяются вещества, атомы или молекулы которых содержат неспаренные электроны (например, устойчивые свободные радикалы, атомы щелочных металлов). Хотя времена релаксации электронных спинов малы, электронные квантовые гироскопы перспективны, так как гиромагнитное отношение gэл для электронов в сотни раз больше, чем для ядер, и, следовательно, выше частота прецессии, что важно для многих применений.

Несмотря на то, что квантовые гироскопы, особенно оптические, непрерывно совершенствуются, их точность и чувствительность ещё уступают лучшим образцам механических гироскопов.

Квантовые гироскопы обладают рядом существенных преимуществ перед механическими гироскопами:

· они не содержат движущихся частей (безынерционны);

· не требуют арретирования;

· обладают высокой надёжностью и стабильностью;

· приводятся в действие в течение короткого промежутка времени;

· могут выдержать значительные ускорения и работать при низких температурах.

Некоторые типы квантовые гироскопы уже применяются не только как высокочувствительные индикаторы вращения, ориентаторы и гирометры, но и как гирокомпасы, гиробуссоли и секстанты.

Несмотря на то, что само понятие вращения Вселенной как единого целого - вроде бы непроверяемая на опыте бессмыслица, в соответствии с общей теорией относительности вращение материи приводит к "закручиванию" вместе с ней и всего эксперимента по измерению вращения всей Вселенной прежде и речи не было. Теперь же группа ученых под руководством Вольфганга Шляйха из Университета Ульма (Германия) предложила использовать для решения этой задачи принципы, заложенные в конструкции кольцевых лазерных гироскопов, которые используются в системах управления движением самолетов и спутников. В таких гироскопах лазерный пучок направляется в противоположных направлениях по кольцу из оптического волокна. При его повороте вместе с аппаратом, на котором гироскоп установлен, пучку, движущемуся по кольцу в направлении вращения, придется пройти большую часть пути до места встречи с противоположным пучком, следовательно, он придет позже и интерференционная картина изменится. По ее изменению можно установить направление и скорость вращения. Г-н Шляйх полагает, что подобное справедливо и в отношении пучков холодных атомов. Поскольку движутся они со скоростью, намного меньшей скорости света, гироскоп на их основе будет иметь более высокую чувствительность. Европейское космическое агентство уже запланировало запуск в космос гироскопа на холодных атомах под названием HYPER. Он призван выяснить, существует ли вращение, связанное с гравитационным полем Земли. Это дало бы возможность впервые подтвердить экспериментально вывод теории Эйнштейна, гласящий, что околоземное пространство должно вовлекаться во вращение Земли. Г-н Шлейх же показал, что чувствительность HYPER можно повысить в 10 миллиардов раз. Этого уже достаточно, чтобы измерить вращение всей Вселенной. Техническая сложность, с которой предстоит столкнуться разработчикам эксперимента - необходимость сохранять одно и то же квантовое состояние пучка атомов, в противном случае слабый сигнал утонет в шумах.