양자 자이로스코프

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양자 자이로스코프는 양자 역학적 원리에 기초해 각 회전을 측정하는 매우 민감한 장치다.이것들 중 첫 번째는 버클리 캘리포니아 대학의 리처드 패커드와 그의 동료들에 의해 지어졌다.극단적 민감성은 이론적으로 더 큰 버전이 지구의 회전율의 미세한 변화 같은 효과를 감지할 수 있다는 것을 의미한다.

원리

1962년 케임브리지대 박사과정 학생 브라이언 조셉슨은 두 초전도 물질이 얇은 절연층으로 분리돼도 전류가 흐를 수 있다는 가설을 세웠다.조셉슨 효과라는 용어는 일반적으로 약하게 연결된 두 개의 거시적 양자 시스템, 즉 모두가 동일한 와블리크 특성을 가진 분자로 구성된 시스템에서 발생하는 다른 행동을 지칭하게 되었다.그 중에서도 요셉슨 효과는 두 개의 슈퍼플루이드(마찰 유체 제로)를 약한 고리를 이용해 연결하고 약한 고리의 한 쪽에 있는 슈퍼플루이드에 압력을 가하면 약한 고리의 한쪽에서 다른 쪽으로 유체가 진동한다는 것을 의미한다.^{[citation needed]}

양자 휘파람으로 알려진 이 현상은 아주 작은 구멍을 통해 초유체를 밀어내기 위해 압력을 가할 때 발생하는데, 보통의 휘파람을 통해 공기를 불어 소리가 생성되는 것과 같다.초유체가 가득 찬 고리 모양의 튜브는 작은 구멍을 포함하는 장벽에 의해 차단되며, 링의 회전 운동 변화로 인한 압력 차이를 감지하는 데 원칙적으로 사용될 수 있으며, 실제로 민감한 자이로스코프로서 기능한다.초유체 휘파람은 희박하고 비싸다는 단점이 있고, 극저온(켈빈 몇 천분의 일)을 요구하는 헬륨-3를 사용해 처음 시연됐다.2 켈빈에서 초유체로 남아 있는 공통 헬륨-4는 훨씬 실용적이지만 양자 휘파람은 너무 약해 실용 크기의 홀 하나로 들을 수 없다.이 문제는 수천 개의 구멍을 가진 장벽을 사용함으로써 극복되었고, 실제로 건설적인 간섭에 의해 서로를 강화시키는 음파를 만들어내는 양자 휘파람의 합창으로 해결되었다.^{[citation needed]}

방정식

${\displaystyle I_{c}\propto \cos \pi {\frac {2\Oomega \cdot A}{\kappa_}}}}}}}}}$

여기서 $\Omega {\displaystyle \mathrm{}}$ ${\displaystyle \Oomega}$은 회전 벡터, A는 영역 벡터, ${\displaystyle {\kappa }_{}}$ s ${\$는 헬륨-3의 순환 양자다$$.

참조

• Simmonds, R. W.; Marchenkov, A.; Hoskinson, E.; Davis, J. C.; Packard, R. E. (2001). "Quantum interference of superfluid 3He". Nature. 412 (6842): 55–58. doi:10.1038/35083518. ISSN 0028-0836.
• Barker, B. M.; O'Connell, R. F. (1970). "Derivation of the Equations of Motion of a Gyroscope from the Quantum Theory of Gravitation". Physical Review D. 2 (8): 1428–1435. doi:10.1103/PhysRevD.2.1428. ISSN 0556-2821.
• Robert Sanders (31 Jan 2005). "Superfluid helium-4 whistles just the right tune". Innovations Report. Retrieved 30 Mar 2019.

참고 항목

• 폴라리톤 간섭계
• 링 레이저 자이로스코프
• 자이로스코프
• 진동 구조물 자이로스코프
• 관성 측정 단위
• 반구형 공진기 자이로스코프