世界で最も安定したリングレーザーで地球の自転を初めて直接測定

ドイツとチェコの国境近くの地下バンカーの奥深く、65フィートのトンネルを抜けて5つの冷蔵ドアで閉ざされた場所で、ドイツの科学者たちは、非常に先進的で精密なレーザーを開発している。このレーザーに対抗できるレーザーは世界中どこにもない。しかし、不吉な響きの背景にもかかわらず、ここでは何も邪悪なことは起こっていない。研究者たちは世界で最も安定したリングレーザーを開発し、それを使って地球の自転を前例のないほど正確に測定している。

言い換えれば、彼らは地球の揺れを追跡しようとしているのです。そして、地球は揺れています。宇宙空間に対して、地球は常に滑らかに円を描くように完璧に回転しているわけではありません。地表に対して、地球の自転軸は、太陽や月の引力から大気圧、太陽の周りを回る楕円軌道の影響まで、あらゆる外部の影響によって押されたり引っ張られたりしながら動いています。

この変化は地表で私たちが気づくほど大きくはありません。軸の移動の半径はおよそ 30 フィートです。しかし、GPS マッピング (iPhone の地図に誤差が生じる理由の 1 つです) や宇宙打ち上げの軌道の予測、地球に対する衛星軌道の計算などが複雑になります。

世界で最も安定したリングレーザーの開発は10年以上にわたって進められており、現在、地球の自転の揺れに関する初の直接測定結果が得られています。つまり、地球の自転の揺れに関する史上初の直接測定です。

これは、閉じたビーム経路を回る 2 つの逆回転レーザーによって行われます。装置全体が回転すると、共回転する光は逆回転するビームよりも長い距離を移動することになり、ビームはこれを補正するために波長を調整します。これが今度は光周波数に影響します。この周波数のシフトを測定し、巧みな計算を行うことで、研究者は装置全体の回転速度の変化を測定できます。

地下深くのバンカーという特徴は、世界で最も安定したリング レーザーが、気圧や温度の変化などの外部の影響から保護されて初めて安定するという事実に由来しています。そのため、レーザー チャンバーを安定に保つために、周囲の気圧の変化を補正する加圧キャビンの地下約 20 フィートに埋め込まれています。

次のステップは、さらに精度を上げることです。現在、リングレーザーは回転の揺れを時間とともに測定できますが (その測定値は電波望遠鏡によって確認されています)、研究者たちは、1 日の揺れの変化を観察できるほどの精度を実現したいと考えています。最終的には、地下に置いたまま何年もずれることなく稼働させられるほど安定させ、研究者がいつでも階下に降りて、その瞬間の回転の揺れを確認できるようにしたいと考えています。