Dwa razy dziennie powierzchnia Ziemi wznosi się i schodzi ponownie. Prawie nikt nie zauważa

Co 12 godzin interakcje między Ziemią, Księżycem i Słońcem powodują, że gleba pod nami płynie w górę i w dół. To cykliczne zjawisko w skorupie Ziemi, wyznaczone przez przypływ naziemny, jest napędzane przez te same siły grawitacji, które znajdują się za przypływami oceanicznymi.

Dwa razy dziennie, powierzchnia ziemi cierpi niewielka wspinaczka i zejście – Prawie niezauważalne zjawisko dla ludzkich zmysłów, ale które ujawnia ciągły taniec między naszą planetą, księżycem i słońcem.

Ta oscylacja, znana jako Fala naziemna Lub Solidna przypływ ziemiJest to bezpośrednia konsekwencja tych samych sił grawitacyjnych, które powodują przypływy oceaniczne, choć z znacznie bardziej subtelnym wpływem na skorupę Ziemi.

Podczas gdy oceany widocznie reagują na atrakcję księżycową i słoneczną – generując przypływy, które wszyscy rozpoznajemy na plażach i plecach – litosfera, o wiele bardziej sztywna niż woda, Tylko kilka milimetrów.

Pomimo tej subtelności, zauważa, istnieją miejsca na świecie, w których technologia jest tak wrażliwa, że ​​może nie tylko wykryć tę niewidoczną oscylację, ale także w celu skorygowania jej efektów w czasie rzeczywistym.

Jednym z tych miejsc jest Sinrotron (APS), instalacja naukowa TIP znajdująca się w Argonne National LaboratoryStany Zjednoczone USA.

W tym miejscu zespół fizyków prowadzony przez kanadyjskiego fizyka Louis Emery udało się dokładnie zarejestrować Milimetrowy wpływ przypływów lądowych Na środkowym akceleratorze cząstek złożony pierścień z więcej niż jeden kilometr obwodu, przez który elektrony przemieszczają się prawie z prędkością światła.

Niewielki efekt z prawdziwymi implikacjami

Kiedy siły pływowe działają na ziemi, z letnią skorupą i kompleksową if Lekko, co oznacza, że ​​zbudowane na nim konstrukcje – budynki, drzewa lub same APS – również poruszają się, nawet jeśli prawie niezauważalnie.

Zmienność średnicy pierścienia może osiągnąć 30 mikrony – w przybliżeniu Grubość ludzkich włosówEmery.

Jednak ta niewielka fluktuacja ma konsekwencje w APS. Wiązka elektronów, która krąży zamknięta w komorze próżniowej, nie podlega fizycznym ruchom pierścienia.

Kiedy pierścień się zmieniatrajektoria wiązki nie pasuje automatycznie, co daje wadę, którą należy poprawić, aby zapewnić stabilność tego doświadczenia.

Do Utrzymaj trajektorię wiązki pod kontroląAPS wykorzystuje 500 monitorów pozycji, które wykrywają odchylenia z precyzją mikrony. Za pośrednictwem złożonego systemu sprzężenia zwrotnego czujniki te pozwalają Ciągła regulacja trajektorii elektronów.

Zasadniczym elementem systemu jest Wnęki częstotliwości radiowej rozmieszczony wokół pierścienia. Wnęki te zapewniają energię wiązkę za każdym razem, gdy mija, kompensacie naturalnej utraty energii i synchronizacja jego trajektorii z obwodem pierścienia.

Jeśli jednak pierścień zmienia długość z powodu przypływu, a częstotliwość nie jest dostosowana, Wiązka jest zmuszona do zmiany trasy W genialny sposób: Wprowadza małe oscylacje Aby utrzymać czas rewolucji stały.

„Gdy wiązka zmienia swoją orbitę, wpływa na wszystko inne„Emery wyjaśnia. System ma na celu wykrywanie tych zmian i dokonywanie automatycznych poprawek co sekundę. Ta synchronizacja pozwala Wygenerowane x -wygenerowaneUżywane przez naukowców na całym świecie, zachowują spójną i niezawodną jakość.

Nieoczekiwane odkrycie

Ponad dwie dekady temu, szukając znaków sejsmicznych w danych APS, Emery natknął się na nieoczekiwany wzór w działaniu Syncrotrão: Co 12 godzin system systematycznych regulacji wiązki.

„Gdy tylko go zobaczyłem, pomyślałem o przypływach” – wspomina fizyk. Od tego czasu nadal podąża za efektem, który rozważa „Fascynująca ciekawośćOraz precyzyjny test poziomu, który osiągnęła instalacja.

Oprócz przypływu naziemnego system Rtakże fale kompresyjne sprowokowane przez trzęsienia ziemi w dowolnym miejscu na planecie. W ten sposób Emery początkowo zidentyfikował trzęsienie ziemi, którego szukał w swoich danych.

Chociaż sama fala nie zmienia się znacząco Operacje APS, wykrywanie i korekta Jest to dowód wrażliwości systemu.

Według Emery’ego, Nawet wyrównania między słońcem a księżycemPodobnie jak podczas nowego lub pełni księżyca, wytwarzają bardziej zauważalne efekty, wymagające większych korekt z systemu.

Istnieją również warianty sezonowe: na przykład zimą obwód pierścienia może kurczyć się o jeden milimetr – Mała, ale istotna zmiana.

Te naturalne zjawiska, zintegrowane z procedurami akceleratora, pokazują, jak dopiero Można zmierzyć najmniejsze ruchy na planeciemodelowane i poprawiono.

APS, daleko od instalacji naukowej, stał się miniaturowym czujnikiem planetarnym, rygorystycznie zapisuj grawitacyjne westchnienia ziemi.