코리올리 힘 보상 원자 간섭계

전문가 제언

○ 빛의 파동성을 이용하여 간섭현상을 측정함으로써 물질구조의 정보를 알아내는 것과 비슷하게 원자 간섭계는 원자의 파동성을 이용하여 원자특성을 알아내는 방법이다. 원자 간섭계는 1960년대 이후로는 중성자와 전자의 파동성에 따른 간섭과 회절에 관한 연구가 이루어졌다. 1990년대부터는 훨씬 질량이 큰 원자의 드브로이 파를 이용하게 됨으로써 관성력, 중력, 원심력의 영향을 받는 원자파의 위상변화를 더 민감하게 간섭현상을 측정할 수 있게 되었다.

○ 광펄스와 원자의 상호작용을 이용한 광펄스 원자 간섭계는 광펄스를 이용하여 물질파를 분리하고 유도하며 자유롭게 재결합시킬 수 있다. 모멘텀 변환을 이용해서 광펄스 원자 간섭계의 감도를 증가시킬 수 있는데 최근에 지구 자전에 의한 코리올리 힘(coriolis force)에 의한 효과를 제거함으로써 간섭계의 감도를 증가시킬 수 있는 방법이 제시된 것이다.

○ 이 리뷰는 버클리 대학의 Lan 그룹이 광펄스 원자 간섭계에 소위 tip-tilt 거울을 매달아서 회전시킴으로써 지구 자전에 의한 코리올리 힘을 보상하고 간섭계의 감도를 40%까지 올릴 수 있는 시스템을 개발하여 제시한 것이다. 코리올리 보상은 원자 간섭뿐만 아니라 미래의 관성 간섭계의 성능향상에 크게 기여하게 될 것이라 기대하고 있다. 중력파의 측정과 , 미세상수, 일반 상대성의 검증뿐만 아니라 기술적으로 이동통신이나 우주공간에서 간섭계의 성능향상에 크게 활용될 것으로 전망하였다.

○ 코리올리 보상 시스템은 아니지만, 국내에서 명지대학교 원자광학연구실의 김재완 연구팀이 프랑스 국립표준연구소와 공동으로 진동영향을 차단하는 원자 간섭계 시스템을 개발하고 있는 것으로 알려졌다. 필자는 비관성 좌표계에서 코리올리 힘, 중력, 원심력을 실제적으로 계산하여 보고한 바 있다(새물리 52, 87(2006)). 이 리뷰는 중력, 코리올리 힘 등 지구환경의 기본적 물리현상을 이해하는 데 도움이 되는 유익한 자료라 생각하여 이를 추천한다.

저자

Shau-Yu Lan at al

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

기초과학

연도

2012

권(호)

108(9)

잡지명

Physical Review Letters

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

0904021~0904025

분석자

윤*중

분석물

• 코리올리 힘 보상 원자 간섭계.pdf [316,322 byte]

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