Сверхтекучий гелий чувствует, как крутится Земля ⚡ экспресс
Эффект увлечения инерциальных систем (frame-dragging) — одно из предсказаний общей теории относительности — до сих пор плохо измерим локально. Предложен лабораторный эксперимент с гироскопом на основе сверхтекучего гелия-4 и джозефсоновского перехода, использующим макроскопические квантовые свойства. При температуре 10 милликельвинов ожидаемый уровень шума составит 5×10⁻¹⁷ рад/с/√Гц, что позволит за секунду измерить скорость увлечения с точностью 0,2%. Чувствительность соответствует регистрации одного оборота за 4 миллиарда лет, или разницы собственного времени в 10⁻³⁵ секунды — на пороге планковских масштабов.
Согласно теории Эйнштейна, вращение Земли увлекает за собой само пространство-время — как ложка увлекает густой мед. Этот эффект невероятно слаб: примерно один оборот за миллиарды лет. Но его можно поймать. Ученые предлагают эксперимент на столе: в сверхтекучий гелий — жидкость, которая течет совсем без трения, — помещают чувствительный детектор. Вращение рождает в гелии микроскопические квантовые вихри, и прибор считает их с фантастической точностью. Расчеты показывают: он заметит даже поворот, который длится четыре миллиарда лет — почти столько же, сколько существует Земля. Такая точность позволит проверить теорию гравитации прямо в лаборатории, а не только в космосе.
Чувствительность прибора такова, что он улавливает вращение, которое в триллионы раз медленнее, чем движение часовой стрелки. Для сравнения: у черных дыр этот же эффект увлечения разгоняет вещество до околосветовых скоростей.
🎯 Эффект предсказан в 1918 году, но измерить его смогли лишь в 2004-м — с помощью спутников.
🎬 В «Интерстеллар» этот эффект закручивает пространство-время вокруг черной дыры так сильно, что на планете Миллер вздымаются гигантские волны.