Стрижні з надпровідників можуть принести один з найбільш довгоочікуваних проривів у сучасній фізиці - спостереження гравітаційних хвиль.
Нагадаємо, що існування гравітаційних хвиль було передбачене ще Ейнштейном і є одним з істотних наслідків Загальної Теорії Відносності. Хвилі - обурення гравітаційного поля, що поширюються по простору-часу і нагадують його «ряб». Однак ряб ця неймовірно слабка. Щоб обурення стали хоча б теоретично досить сильними для того, щоб їх можна було помітити, створювати такі коливання повинні події колосальних масштабів. Хоча б злиття чорних дір. А найкраще - сам Великий Вибух, «ряб» від якого, в принципі, мала б зберегтися досі. І все одно, «середня» гравітаційна хвиля, проходячи через Землю змінить відстань між Лондоном і Нью-Йорком на величину, порівнянну з ядром одиночного атома.
На жаль: десятиліття напружених пошуків гравітаційних хвиль досі не увінчалися їх достовірним виявленням. Незважаючи навіть на те, що найсучасніші детектори в принципі здатні розрізняти навіть такі малі спотворення, як у наведеному прикладі. Не дивно, що зайняті проблемою вчені уважно шукають нові можливості для пошуків. Можливо, допоможе в цьому оригінальний підхід, запропонований дослідниками з групи професора Джеффа Толлаксена, які працюють у США (Jeff Tollaksen). Створені на нових принципах детектори гравітаційних хвиль будуть не тільки чутливішими за існуючі, але і дешевшими, і набагато компактнішими за ці значні установки.
Дійсно, звичайний детектор гравітаційних хвиль являє собою гігантський L-подібний інтерферометр, кожен промінь якого має сотні метрів у довжину. На кінці їх встановлені дзеркала, так що лазерний промені, відбиваючись від них, повертаються до джерела і інтерферують. Найменший зсув у їхніх фазах, викликаний найменшою зміною пройденої відстані, тут же можна зафіксувати зі зміни інтерференційної картини.
Детектор, запропонований командою Толлаксена, влаштований зовсім інакше. Автори представили, що буде зі зразком надпровідника, крізь який пройде гравітаційна хвиля. Вона, нехай і дуже слабо, але спотворить структуру металевої решітки і, отже, позначиться на поведінці присутніх у ній вільних електронів.
В якості пари цьому провіднику до кінця його кріпиться ще один, з'єднуючись з першим під прямим кутом. Так що, якщо гравітаційна хвиля розтягне один провідник в довжину, другий буде стиснутий в товщину. Рух електронів у ньому також зміниться - і різниця між створеними проходженням гравітаційної хвилі фазами коливань електронів призведе до того, що між надпровідниками буде з'являтися струм.
За розрахунками авторів, у пристрої з надпровідниками розмірами вже в міліметри гравітаційна хвиля може створювати струм порядку фемтоампер, цілком доступного сучасним приладам.
Публікація MIT Technology Review/Physics ArXiv Blog
