قياس سرعة دوران الأرض حول محورها باستخدام الفوتونات المتشابكة
طوّر الباحثون نظيرا كميا لمقياس التداخل “سانياك”، وهو جهاز قياس خاص يستخدم لقياس سرعة دوران الأرض وأشياء من صنع الإنسان.
لأول مرة، قام الفيزيائيون النمساويون بقياس سرعة دوران الأرض بدقة عالية إلى حد ما في أثناء رصد كيفية تأثير حركة الكوكب حول محوره على خصائص جسيمات الضوء المتشابكة التي تتحرك داخل مقياس التداخل الكمي. جاء ذلك في بيان نشرته الخدمة الصحفية لجامعة “فيينا.”
اقرأ المزيد من صحيفة هتون الدولية
وسلط يو هاوتسون، الباحث البارز في الفريق، الضوء على هذا الإنجاز قائلا: “كانت تجاربنا خطوة كبيرة إلى الأمام في قياس سرعة دوران الأرض حول محورها”. لا يوضح هذا العمل الرائد إمكانيات ميكانيكا الكم في تعزيز دقة القياس فحسب، بل يفتح أيضًا أبوابًا جديدة لمراقبة الظواهر الكمومية في سياق دوران الأرض.
تم إعادة تصميم مقياس تداخل سانياك، الذي تم استخدامه منذ ما يقرب من قرن من الزمان لدراسة دوران الأرض باستخدام الضوء العادي، من قبل يو هوتسون وزملاؤه من خلال عدسة فيزياء الكم. تستخدم نسختهم الفوتونات المتشابكة بدلاً من الليزر التقليدي، وهي خطوة تعزز بشكل كبير الحساسية ودقة القياس.
وافترض الفيزيائيون النمساويون أن دقة مقياس التداخل “سانياك” ستزداد إلى حد بعيد إذا لم يستخدم أشعة الليزر العادية، بل يستخدم مصادر الفوتونات المفردة القادرة على إنتاج أزواج من جسيمات الضوء الأكثر “تشابكا”. مع ذلك فيجب اختيار خصائص هذه الكمات بطريقة تجعل قياسات خصائصها تتجاوز القيود المفروضة على دقة القياس التي يفرضها مبدأ عدم اليقين لـ”هايزنبرغ”.
وقد أثمرت جهود الفريق، حيث مكنتهم من قياس سرعة دوران الأرض حول محورها بمعدل ٤٥٢ مترًا في الثانية، مع هامش خطأ منخفض بشكل ملحوظ يبلغ حوالي ٣٠ مترًا في الثانية. تم تحقيق هذه الدقة من خلال الاستفادة من الخصائص الكمومية للفوتونات، وهي تقنية تَعِد بتحسين دقة هذه القياسات بشكل كبير في المستقبل.
يُعوّل العلماء على هذه التقنية الجديدة لإجراء قياسات أكثر دقة لسرعة دوران الأرض في المستقبل، كما تُفتح المجال أمام إمكانيات جديدة لدراسة الأجسام الكمومية في الزمكان المنحني.
