在接下來的幾十年,科學(xué)家用Sagnac效應(yīng)跟蹤旋轉(zhuǎn)。該原理支持用激光器和纖維光學(xué)陀螺儀替代上世紀(jì)70年代的精巧機械陀螺——現(xiàn)在這是導(dǎo)航的標(biāo)準(zhǔn)。他們測量的旋轉(zhuǎn)像一架噴氣戰(zhàn)機的轉(zhuǎn)彎和下潛一樣又快又大。建立更大、更精確的大地測量學(xué)(測量地球自身)環(huán)形激光器的想法直到上世紀(jì)90年代才出現(xiàn),當(dāng)時近乎完美的反光鏡剛開始出現(xiàn)。
首批類似激光器之一是C-II,這是一種擁有1米長方形手臂的環(huán)形激光器,于上世紀(jì)90年代中期在新西蘭建造,位于二戰(zhàn)后一個廢棄的燃料庫中,那里的溫度比較穩(wěn)定。C-II還推動了慕尼黑理工大學(xué)激光物理學(xué)家Ulrich Schreiber的職業(yè)發(fā)展。
在獲得歐盟研究委員會的資助之后,Igel向Schreiber說出了他的最大挑戰(zhàn):設(shè)計ROMY。ROMY臂長12米,比此前的環(huán)形激光器更加精確,能夠以十億分之一的精度感應(yīng)地球的旋轉(zhuǎn)。它的設(shè)計不只是一個方形環(huán),而是有4個三角形的環(huán)。其中3個被用來約束朝著任何方向進行的旋轉(zhuǎn),第4個環(huán)可以增加吞吐率。建造工作在2016年3月開始,并在6個月后竣工。
今年3月,工程師在4個環(huán)中同時實現(xiàn)了第一束光,這表明這個幾何四面體非常精確,足以保證所有激光正常產(chǎn)生共鳴?!八此茻o足輕重實則不可或缺?!?/span>Igel說,“每次當(dāng)紅色激光可見時,人們都會非常激動地尖叫出聲?!痹搱F隊正在研究對這些激光進行干涉以測量Sagnac效應(yīng)。他們將于近日在奧地利維也納召開的歐洲地球物理科學(xué)聯(lián)合會的一次會議上報告首次測量結(jié)果。[pagebreak]
實時測量
最終,ROMY科學(xué)家將監(jiān)測白晝時長和地球軸心位置的變化。它們都不像人們想象的那樣固定不變,而是每天進行著毫秒或厘米級的變化。太陽和月亮都在用引力拖拽著地球,同時大陸漂移、洋流變化以及冰河時代冰川退化改變周圍質(zhì)量造成的地殼反彈,都會改變地球的慣性運動,從而改變它的旋轉(zhuǎn)。即便是颶風(fēng)和地震也會對其產(chǎn)生微小的推力。