地球は単に自らの軸の周りを回っているだけではない。まるで濃い蜂蜜の中でゆっくりと回るスプーンのように、地球は時空そのものを引きずっている。一般相対性理論によって予言され、慣性系の引きずり、あるいはレンゼ・ティリング効果として知られるこの効果は、これまで衛星を用いて、その軌道を何年も観測することによってのみ捉えることができた。
今や物理学者たちは、同じことを実験室で直接、しかもほんの数秒で測定する方法を提案した。カリフォルニア大学バークレー校のカイ＝アイザック・エラーズ率いる研究グループは、Physical Review Letters において、超流動ヘリウムを基盤とした量子センサーの設計を発表した。この装置は、ナノ多孔質の隔壁を備えた環状のマイクロチャネルであり、極低温でヘリウムが内部摩擦を完全に失い、ジョセフソン接合の類似物を形成する。
いかに微小であれ、あらゆる回転が流れるヘリウムの量子特性を変化させる。この変化は接合部を通じて容易に読み取られ、センサーを超高感度のジャイロメーターへと変える。著者らの計算によれば、時空の引きずり効果の測定精度は0,2パーセントに達する——これは最高の衛星実験と同等であるが、何年にもわたる観測ではなく、わずか一秒で達成される。
この速さは新たな可能性を切り開く。実験室の装置は、アインシュタインの予言を高い精度で確認するだけでなく、引きずり効果が異なりうる代替重力理論を検証することも可能にする。さらにこの技術は、航法や地球物理学、そしておそらく重力の量子的性質を探る将来の実験にも応用されるだろう。
このアイデアの実現には、なお本格的な工学的研究が必要だが、現代の技術はすでに必要な条件を作り出せる段階にある。もしこの構想が実を結べば、人類は高価な衛星を打ち上げることなく、一般相対性理論の最も繊細な現れを研究するためのコンパクトな道具を手に入れることになる。
