Земля не просто крутится вокруг своей оси. Она увлекает за собой само пространство-время, словно ложка, медленно вращающаяся в густом меду. Этот эффект, предсказанный общей теорией относительности и известный как увлечение инерциальных систем или эффект Лензе-Тирринга, до сих пор удавалось регистрировать только с помощью спутников, наблюдая за их орбитами годами.
Теперь физики предложили способ измерить то же самое прямо в лаборатории — за считанные секунды. Группа исследователей во главе с Каем-Исааком Эллерсом из Калифорнийского университета в Беркли описала в Physical Review Letters конструкцию квантового сенсора на основе сверхтекучего гелия. Устройство представляет собой кольцевой микроканал с нанопористой перегородкой, где гелий при сверхнизких температурах теряет всякое внутреннее трение и образует аналог джозефсоновского контакта.
Любое, даже ничтожно малое вращение изменяет квантовые свойства текущего гелия. Эти изменения легко считываются через контакт, превращая сенсор в сверхчувствительный гирометр. По расчётам авторов, точность измерения эффекта увлечения пространства-времени достигнет 0,2 процента — той же, что у лучших спутниковых экспериментов, но за одну секунду вместо многолетних наблюдений.
Такая скорость открывает новые возможности. Лабораторный прибор позволит не только подтверждать предсказания Эйнштейна с высокой точностью, но и тестировать альтернативные теории гравитации, где эффект увлечения может отличаться. Кроме того, технология найдёт применение в навигации, геофизике и, возможно, в будущих экспериментах по поиску квантовой природы гравитации.
Реализация идеи потребует ещё серьёзной инженерной работы, однако современные технологии уже позволяют создать необходимые условия. Если замысел удастся воплотить, человечество получит компактный инструмент для изучения самых тонких проявлений общей теории относительности без запуска дорогостоящих спутников.
