Стержни из сверхпроводников могут принести один из самых долгожданных прорывов в современной физике — наблюдение гравитационных волн.
На волну со сверхпроводниками: Охота продолжается

Напомним, что существование гравитационных волн было предсказано еще Эйнштейном и является одним из существенных следствий Общей Теории Относительности. Волны — возмущения гравитационного поля, распространяющиеся по пространству-времени и напоминающие его «рябь». Однако рябь эта невероятно слаба. Чтобы возмущения стали хотя бы теоретически достаточно сильными для того, чтобы их можно было заметить, создавать такие колебания должны события колоссальных масштабов. Хотя бы слияния черных дыр. А лучше всего — сам Большой Взрыв, «рябь» от которого, в принципе, должна была бы сохраниться до сих пор. И все равно, «средняя» гравитационная волна, проходя через Землю изменит расстояние между Лондоном и Нью-Йорком на величину, сравнимую с ядром одиночного атома.

Увы: десятилетия напряженных поисков гравитационных волн до сих пор не увенчались их достоверным обнаружением. Несмотря даже на то, что самые современные детекторы в принципе способны различать даже столь малые искажения, как в приведенном примере. Неудивительно, что занятые проблемой ученые внимательно ищут новые возможности для поисков. Возможно, поможет в этом оригинальный подход, предложенный работающими в США исследователями из группы профессора Джеффа Толлаксена (Jeff Tollaksen). Созданные на новых принципах детекторы гравитационных волн будут не только чувствительнее существующих, но и дешевле, и намного компактнее этих внушительных установок.

Действительно, обычный детектор гравитационных волн представляет собой гигантский L-образный интерферометр, каждый луч которого имеет сотни метров в длину. На конце их установлены зеркала, так что лазерный лучи, отражаясь от них, возвращаются к источнику и интерферируют. Малейший сдвиг в их фазах, вызванный малейшим изменением пройденного расстояния, тут же можно зафиксировать по изменению интерференционной картины.

Детектор, предложенный командой Толлаксена, устроен совершенно иначе. Авторы представили, что будет с образцом сверхпроводника, сквозь который пройдет гравитационная волна. Она, пускай и очень слабо, но исказит структуру металлической решетки и, следовательно, отразится на поведении присутствующих в ней свободных электронов.

В качестве пары этому проводнику к концу его крепится еще один, соединяясь с первым под прямым углом. Так что, если гравитационная волна растянет один проводник в длину, второй будет сжат в толщину. Движение электронов в нем также изменится — и разница между созданными прохождением гравитационной волны фазами колебаний электронов приведет к тому, что между сверхпроводниками будет появляться ток.

По расчетам авторов, в устройстве со сверхпроводниками размерами уже в миллиметры гравитационная волна может создавать ток порядка фемтоампер, вполне доступного современным приборам.

По публикации MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog