Как измерить магнитное поле Земли
Чтобы измерить магнитное поле Земли, ученые предлагают … осветить небо лазером
Составить точную карту магнитного поля планеты непросто. Сегодня для этого используются спутники или самолеты c дорогостоящим оборудованием на борту. Значительно более дешевый способ предлагают физики из Беркли (Калифорнийский университет США): с помощью лазера и телескопа измерения локального магнитного поля можно будет проводить на земле.
На высоте около 90 километров Землю окружает слой атмосферы, наполненный атомами натрия. Эти атомы можно заставить светиться с помощью лазера: если подстроить его частоту под частоту линий излучения натрия, атомы натрия переходят в возбужденное состояние и светятся (локальное магнитное поле влияет на яркость этого свечения). На этом основан метод адаптивной оптики - создания «лазерных опорных звезд» в астрономии. Именно эта идея вдохновила Дмитрия Будкера из Беркли (Калифорнийский университет США), который и предложил заменить дорогие и не всегда точные спутниковые измерения магнитного поля Земли на наземные.
Яркость натриевого пятна при освещении лазером может изменяться примерно на десять процентов. Такие колебания невозможно заметить невооруженным глазом. Лабораторные измерения и результаты компьютерного моделирования, которые провел коллега Будкера Джеймс Хигби (James Higbie, Bucknell University), показали, что воздействие лазера (для этого подойдут, легко устанавливаемые на автомобиле, 20-50 ваттные лазеры, настроенные на оранжевую спектральную линию натрия) можно обнаружить с помощью небольшого наземного телескопа. Он обрабатывает спектральный анализ излучения, помогая определить конфигурацию магнитного поля в месте измерения.
Пока коллеги продолжают изучать поглощение и излучение света атомами натрия, Будкер строит 20-ваттного лазер для телескопа VLA (the Very Large Array n Chile), который поможет проверить теорию.
Магнитные карты дают информацию о залегании нефти и минералов, помогают климатологам следить за океаническими и атмосферными течениями, геофизикам исследовать структуру земли, информацию о космической погоде. Теперь такие измерения можно будет проводить с гораздо меньшими затратами
