Щоб виміряти магнітне поле Землі, вчені пропонують... освітити небо лазером
Скласти точну карту магнітного поля планети непросто. Сьогодні для цього використовуються супутники або літаки з дорогим обладнанням на борту. Значно дешевший спосіб пропонують фізики з Берклі (Каліфорнійський університет США): за допомогою лазера і телескопа вимірювання локального магнітного поля можна буде проводити на землі.
На висоті близько 90 кілометрів Земля оточує шар атмосфери, наповнений атомами натрію. Ці атоми можна змусити світитися за допомогою лазера: якщо підлаштувати його частоту під частоту ліній випромінювання натрію, атоми натрію переходять у збуджений стан і світяться (локальне магнітне поле впливає на яскравість цього світіння). На цьому заснований метод адаптивної оптики - створення «лазерних опорних зірок» в астрономії. Саме ця ідея надихнула Дмитра Будкера з Берклі (Каліфорнійський університет США), який і запропонував замінити дорогі і не завжди точні супутникові вимірювання магнітного поля Землі на наземні.
Яскравість натрієвої плями при освітленні лазером може змінюватися приблизно на десять відсотків. Такі коливання неможливо помітити неозброєним оком. Лабораторні вимірювання і результати комп'ютерного моделювання, які провів колега Будкера Джеймс Хігбі (James Higbie, Bucknell University), показали, що вплив лазера (для цього підійдуть, легко встановлюються на автомобілі, 20-50 ваттні лазери, налаштовані на помаранчеву спектральну лінію натрію) можна виявити за допомогою невеликого наземного телескопа. Він обробляє спектральний аналіз випромінювання, допомагаючи визначити конфігурацію магнітного поля в місці вимірювання.
Поки колеги продовжують вивчати поглинання і випромінювання світла атомами натрію, Будкер будує 20-ватного лазер для телескопа VLA (the Very Large Array n Chile), який допоможе перевірити теорію.
Магнітні карти дають інформацію про залягання нафти і мінералів, допомагають кліматологам стежити за океанічними і атмосферними течіями, геофізикам досліджувати структуру землі, інформацію про космічну погоду. Тепер такі вимірювання можна буде проводити з набагато меншими витратами