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德研制出最稳定环形激光器 首次直接测量地球自转摆动

导读: 研究人员研制出了世界上最稳定的环形激光器。他们正在利用这种仪器对地球自转进行史无前例的精确测量。

  美国《大众科学》网站12月22日报道 德国科学家们走进德国—捷克边境附近一个地下掩体的深处,穿过一条65英尺长的地道后,身后五道冷库门被锁上了。尽管在里面会听到不祥的声音,但那并不是在干什么罪恶勾当。研究人员研制出了世界上最稳定的环形激光器。他们正在利用这种仪器对地球自转进行史无前例的精确测量。

  换句话说,他们在试图了解我们这个星球的摆动情况。地球是在摆动的,地球的自转并非总是完美地平稳旋转。相对于地球表面,地球的自转轴会发生移动,由于外部各种影响———从太阳和月球的吸引力到大气层压力和绕日椭圆轨道的影响,地球的自转轴会受到推力和拉力的作用。

  地球自转轴的移动并不明显,我们在地球表面是注意不到的。虽然地轴的移动范围大约只有30英尺,但会给一些工作增加难度,如绘制全球定位系统地图(这就是iPhone手机里的地图会有误差的原因所在)以及预测向太空发射航天器的运行轨道或测算卫星相对于地球的轨道位置。

  研制世界上最稳定的环形激光器的工作已开展了10多年时间了。而今的成果是,可对地球自转的摆动情况进行直接测量。这也是有史以来首次对地球自转摆动情况进行直接测量。

  测量要使用两束对转式激光。当整个仪器发生旋转时,正旋转光束比反旋转光束运行的距离长。光束会随之调整波长,进而就会影响到光频。通过测量光频变化并进行一些高深的数学运算,研究人员就能测算出整个仪器的旋转速度变化了。

  之所以要在地下掩体深处进行这项工作是因为以下一个事实:世界上最稳定的环形激光器只有在免受外部影响的条件下才能保持稳定,这些影响包括气压和温度的变化等。

  下一步是提高测量的精确度。环形激光器目前可测量地球长期的自转摆动情况。但研究人员希望将精确度提高到可观测一天内地球自转摆动情况的水平。他们的最终目标是,环形激光器能保持稳定状态,可被置于地下并连续无误差运行多年。那样的话,研究人员就能在任何时候即时查看地球自转的摆动情况了。

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