লেজার জাইরোস্কোপ পৃথিবীর ঘূর্ণনের ক্ষুদ্র ওঠানামা পরিমাপ করে - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

30 বছরের শ্রমসাধ্য উন্নয়নের পর, জার্মানি এবং নিউজিল্যান্ডের গবেষকরা একটি লেজার জাইরোস্কোপ উন্মোচন করেছেন যা প্রায় বাস্তব সময়ে পৃথিবীর ঘূর্ণনের ওঠানামা ট্র্যাক করতে পারে এবং কয়েক মিলিসেকেন্ডে সঠিক। কৌশলটি বর্তমান পদ্ধতির তুলনায় অনেক সহজ এবং এটি এমন ঘটনা সম্পর্কে আরও অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে পারে যা ওঠানামা ঘটায় - যেমন সমুদ্রের স্রোতে পরিবর্তন।

পৃথিবী একদিনে একবার আবর্তিত হয়, কিন্তু আমাদের গ্রহের ঘূর্ণনের হার এবং দিকের মধ্যে সামান্য ওঠানামা আছে। এই অস্থিরতাগুলির মধ্যে কিছু ভালভাবে বোঝা যায় - যেমন চাঁদ এবং সূর্যের জোয়ারের কারণে সৃষ্ট।

কঠিন পৃথিবী এবং মহাসাগর, বায়ুমণ্ডল এবং বরফের শীটগুলির মধ্যে ভরবেগ বিনিময়ের সাথে সম্পর্কিত অন্যান্য ক্ষুদ্র ওঠানামাগুলি ভালভাবে বোঝা যায় না। এই প্রভাবগুলি এল নিনো দক্ষিণ দোলনের মতো জলবায়ু ঘটনা থেকে উদ্ভূত হতে পারে, যা সমুদ্রের স্রোতকে পরিবর্তন করে। ফলস্বরূপ, পৃথিবীর ঘূর্ণনের ওঠানামা পরিমাপ বায়ুমণ্ডলে গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়াগুলির উপর আলোকপাত করতে পারে।

সম্মিলিত পরিমাপ

বেশিরভাগ ঘূর্ণন অধ্যয়ন গ্লোবাল স্যাটেলাইট নেভিগেশন সিস্টেম থেকে ডেটা একত্রিত করে; কোয়াসারের খুব দীর্ঘ বেসলাইন রেডিও-জ্যোতির্বিদ্যা পর্যবেক্ষণ; এবং লেজার রেঞ্জিং। এই কৌশলগুলি একত্রিত করার জটিলতার কারণে, প্রতিদিন শুধুমাত্র একটি পরিমাপ করা যেতে পারে।

এখন, নেতৃত্বে একটি দল উলরিখ শ্রেইবার মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটিতে একটি লেজার জাইরোস্কোপ তৈরি করেছে যা কাছাকাছি বাস্তব সময়ে ক্ষুদ্র ওঠানামা পরিমাপ করতে পারে। আরও কী, তাদের যন্ত্রটি একটি বড় ঘরে ফিট করতে পারে।

এর হৃদয়ে একটি অপটিক্যাল গহ্বর রয়েছে যা 16 মিটার দীর্ঘ একটি বর্গাকার পথের চারপাশে আলোকে নির্দেশ করে। এক জোড়া লেজার রশ্মি গহ্বরের চারপাশে বিপরীত দিকে পাঠানো হয় যা একটি রিং লেজার জাইরোস্কোপ তৈরি করে। এটি এই নীতিতে কাজ করে যে জাইরোস্কোপের একটি ঘূর্ণন হস্তক্ষেপের প্যাটার্নকে প্রভাবিত করে যা একটি ডিটেক্টরে দুটি বিম একত্রিত হলে তৈরি হয়। এই ধরনের জাইরোস্কোপগুলি কিছু বিমান এবং সাবমেরিনে অনবোর্ড ইনর্শিয়াল নেভিগেশন সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়।

বেসমেন্ট পরীক্ষাগার

"অন্যান্য কৌশলগুলির বিপরীতে [পৃথিবীর ঘূর্ণন পরিমাপের জন্য], আমাদের রিং লেজারটি স্বয়ংসম্পূর্ণ এবং আমাদের বেসমেন্ট পরীক্ষাগারে ফিট করতে পারে, যা আমাদের তাত্ক্ষণিকভাবে পৃথিবীর ঘূর্ণন প্রায় বাস্তব সময়ে পড়তে দেয়," শ্রেবার ব্যাখ্যা করেন। "এখন, 30 বছরের পরীক্ষামূলক প্রচেষ্টার পরে, আমরা আগ্রহের সংকেত পুনরুদ্ধার করতে সফল হয়েছি।"

এই বিন্দুতে পৌঁছানোর জন্য, দলটিকে লেজার জাইরোস্কোপের অপারেশনের পাঁচটি মূল দিক সূক্ষ্ম-সুর করতে হবে। প্রথমত, পৃথিবীর ঘূর্ণন বেগের 3 পিপিবি এর মতো সূক্ষ্ম পরিবর্তনগুলি সমাধান করার জন্য যন্ত্রটিকে যথেষ্ট সংবেদনশীল হতে হবে। প্রকৃতপক্ষে, এটি তাদের মুখোমুখি হওয়া সবচেয়ে সহজ চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি ছিল, এবং 16 মিটার দৈর্ঘ্যের জাইরোস্কোপ তৈরি করে এটিকে অতিক্রম করা যেতে পারে।

এখান থেকে দলের কাজটা আরও কঠিন হয়ে গেল। "সেন্সরটি অত্যন্ত স্থিতিশীল হওয়া দরকার," শ্রেবার দ্বিতীয় চ্যালেঞ্জ সম্পর্কে বলেছিলেন। “আমরা এটিকে প্রবাহিত হওয়ার অনুমতি দিতে পারি না কারণ এমনকি স্থিতিশীলতার ক্ষুদ্রতম অভাবও একটি আপাত সংকেত তৈরি করবে, যা আমাদের প্রচেষ্টাকে সম্পূর্ণভাবে ডুবিয়ে দেবে। স্থিতিশীলতা অর্জন করা সবচেয়ে কঠিন অংশ।"

বিস্তৃত ত্রুটি সংশোধন

দলটি যে তৃতীয় কাজটি মোকাবেলা করেছিল তা হ'ল পৃথিবীর ঘূর্ণন অক্ষের বিভিন্ন অভিযোজন দ্বারা প্রবর্তিত ত্রুটিগুলি কীভাবে মোকাবেলা করা যায়। এগুলি একটি বিস্তৃত ত্রুটি সংশোধন পদ্ধতি ব্যবহার করে সম্বোধন করা হয়েছিল।

"পরবর্তী সমস্যা হল যে আমাদের শুধুমাত্র একটি একক গাইরো উপাদান আছে, কিন্তু তিনটি স্থানিক দিকনির্দেশ," শ্রেইবার অব্যাহত রেখেছেন। “এর মানে আমাদের যন্ত্রের কাতকে 3 nrad স্তরে ট্র্যাক করতে হবে, যা একটি ক্ষুদ্র, ক্ষুদ্র কোণ। স্থিতিবিন্যাস পরিবর্তনের ফলে পৃথিবীর ঘূর্ণন ভেক্টরের অভিক্ষেপ পরিবর্তন হয়, যা একটি প্রবাহ ছাড়া আর কিছুই নয় এবং এটি একটি মিথ্যা সংকেত।"

অবশেষে, জাইরোস্কোপের দ্বৈত লেজার বিমগুলি একে অপরের থেকে সম্পূর্ণ স্বাধীনভাবে কাজ করে না। এর মানে হল যে জাইরোস্কোপের পরিমাপ দীর্ঘমেয়াদে প্রবাহিত হতে পারে। এই সমস্যাটি মোকাবেলা করার জন্য, দলটি একটি লেজার গতিবিদ্যা মডেল তৈরি করতে কয়েক বছর ব্যয় করেছে যা জাইরোস্কোপের রিডিংগুলিতে যে কোনও প্রবাহকে চিনতে এবং স্ক্রাব করতে পারে।

একটি চিপে অপটিক্যাল জাইরোস্কোপ পৃথিবীর ঘূর্ণন শনাক্ত করতে পারে

এখন, কয়েক দশকের কঠোর পরিশ্রমের পরে, দলের যন্ত্রটি একই সময়ে এই পাঁচটি কারণকে নিয়ন্ত্রণ করে - এটিকে 120 দিনের মধ্যে মাত্র কয়েক মিলিসেকেন্ডের রেজোলিউশনে পৃথিবীর ঘূর্ণন হার নিরীক্ষণ করতে দেয়।

এই চিত্তাকর্ষক মাইলফলকটি অতিক্রম করার পর, শ্রেইবারের দল এখন ক্রমাগত এবং রিয়েল টাইমে দিনের দৈর্ঘ্যের বিভিন্নতা ট্র্যাক করতে সক্ষম। এটি কীভাবে কঠিন পৃথিবী তার পৃষ্ঠের বায়ু, জল এবং বরফের সাথে গতি বিনিময় করে সে সম্পর্কে গভীর অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করতে সহায়তা করতে পারে।

আরও সামনের দিকে তাকিয়ে, গবেষকরা এখন তাদের জাইরোস্কোপের স্থায়িত্বকে আরও প্রসারিত করার লক্ষ্য রেখেছেন। "এটি আমাদের এই গতির স্থানান্তরগুলির মৌসুমী প্রভাব ক্যাপচার করতে সক্ষম করবে," শ্রেইবার বলেছেন। "এই মুহুর্তে, আমরা প্রায় 14 দিনের সময়কালের সাথে শুধুমাত্র বিশিষ্ট সংকেতগুলি দেখতে পারি, তাই আমাদের সামনে এখনও বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জ রয়েছে।"

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি ফোটোনিক্স.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/laser-gyroscope-measures-tiny-fluctuations-in-earths-rotation/