211service.com
Fiziķi atklāj jaunu veidu, kā izmērīt Zemes magnētisko lauku
Zemes magnētiskais lauks ir pārsteidzoši bagāts informācijas avots par planētas uzbūvi. Lauka mērījumi dažu metru mērogā var atklāt apraktus objektus, piemēram, mīnas vai arheoloģiskos fragmentus. Magnētiskā lauka kartes kilometru skalā var palīdzēt atrast ģeoloģiskos veidojumus, kas norāda uz naftas vai citu minerālu klātbūtni. Un vislielākajā mērogā Zemes lauks atklāj sīkāku informāciju par ģeodinamo, kas to ģenerē.
Bet ir starpposma mērogs desmitiem līdz simtiem kilometru garumā, kas ir salīdzinoši vāji pētīts. Teorētiski tam vajadzētu atklāt svarīgas detaļas par ārējā apvalka uzvedību, saules kluso dinamo jonosfērā un jonu straumēm sālsūdenī, ko varētu izmantot, lai izmērītu okeāna cirkulāciju, kas ir galvenais klimata pārmaiņu modeļu faktors.
Vienīgais veids, kā izmērīt lauku šajā mērogā, ir vadīt aparātu pietiekami jutīgu, lai to noteiktu lidmašīnā vai satelītā. Taču milzīgie izdevumi par šādām misijām lielā mērā izskaidro datu nepietiekamību.
Šodien Džeimss Higbijs no Baknela universitātes Pensilvānijā un daži draugi izklāsta pilnīgi jaunu veidu, kā izmērīt Zemes magnētisko lauku. Šai jaunajai tehnikai ir potenciāls ģenerēt magnētiskā lauka kartes ar nelielu daļu no tradicionālo metožu izmaksām.
Viņu ideja ir izmantot dabiski sastopamo nātrija atomu slāni mezosfērā, aptuveni 50 līdz 80 kilometrus virs Zemes virsmas. Plāns ir panākt, lai šie atomi atbilstu Zemes magnētiskajam laukam, kad tie pārvietojas, un to var izdarīt salīdzinoši viegli, tos apspiežot ar cirkulāri polarizētu lāzera staru.
Kad atomi un lauks ir precīzi saskaņoti, rodas rezonanses efekts, kas maina fluorescenci no nātrija D1 un D2 spektrālajām līnijām. Tas ir kaut kas, ko var viegli paņemt uz zemes ar kameru.
Tas sniedz lauka stipruma mērījumu šajā punktā. Tāpēc kartes izveide ir tikai jautājums par lauka stipruma mērīšanu daudzos punktos.
Higbie un co pašlaik būvē 20 vatu lāzera ideju. Kad tehnika ir pilnveidota, mērījumu veikšanai uz visas planētas ir jābūt vienkāršam darbam.
Tas ir tāpēc, ka infrastruktūra darba veikšanai lielākoties ir izveidota. Daudzos teleskopos ar adaptīvo optiku jau tiek izmantoti lāzeri, lai nātrija atomi mezosfērā fluorescētu. Pēc tam viņi izmanto šos atomus kā vadošās zvaigznes, lai kalibrētu sava tvēruma adaptīvo optiku.
Tādējādi iegūtajiem datiem vajadzētu nodrošināt jaunu veidu, kā izpētīt Zemes struktūru tādā mērogā, kas līdz šim ir lielā mērā ignorēts. Labs laiks, lai kļūtu par ģeofiziķi.
Atsauce: arxiv.org/abs/0912.4310 : Magnetometrija ar mezosfērisko nātriju
Piezīme: es paņemu pārtraukumu brīvdienu periodā, 4. janvārī. Tikmēr emuārā tiks parādīti svarīgākie notikumi no interesantā fizikas arXiv emuāra gada.
Visu to labāko,
Kentuki