Китайские ученые разработали новый гравитационный детектор, который потенциально может использоваться для обнаружения скрывающихся подводных лодок. Изначально это устройство создавалось для научных исследований и разведки полезных ископаемых, однако оно может получить и важное военное применение.
Разработка основана на так называемом сверхпроводящем квантовом интерференционном устройстве, известном как SQUID. Этот тип магнитометра способен улавливать крошечные изменения гравитации, что теоретически позволяет находить подводные лодки. Если технология будет полностью развита, ее можно будет использовать, например, для обнаружения таких объектов, как американские подводные лодки класса «Огайо» водоизмещением 18 000 тонн.
По сути, устройство представляет собой парящую массу, движущуюся без трения, которая перемещается при малейших изменениях гравитации. Принцип работы заключается в том, что небольшой объект удерживается в воздухе, а любые эффекты трения максимально устраняются. Когда гравитация незначительно меняется (например, при движении поблизости массивного объекта), этот объект смещается на крошечную величину. Любое движение этой массы может быть измерено с огромной точностью.
Именно измерение, как объясняет команда ученых, является самой сложной частью. Чтобы сделать его возможным, исследователи применили так называемый эффект Мейснера. Это явление, при котором некоторые материалы при экстремальном охлаждении перестают пропускать через себя магнитные поля и полностью вытесняют их наружу. В результате сверхпроводник отталкивает магниты, заставляя их левитировать. Это обеспечивает свойства движения без трения и устраняет любые механические помехи.
Данная конфигурация, кроме того, обеспечивает сверхчувствительное обнаружение движения, что идеально подходит для гравитационной детекции. Фактически, утверждает команда, это могут быть одни из самых чувствительных «весов» из когда-либо созданных. Только они измеряют не массу, а способны регистрировать так называемый шум градиента гравитации. Новое устройство не просто измеряет гравитацию — оно может измерять различия в гравитации в пространстве.
Предположим фоновое значение гравитации равным 9,8. Когда мимо устройства проходит подводная лодка, показания изменятся на неуловимо малую величину, возможно, на 0,000000002 (то есть на две миллиардные доли). Это чрезвычайно маленькая разница, но её достаточно, чтобы детектор заметил, что что-то происходит. И что важно, такой метод обнаружения невозможно обмануть или подделать. Традиционные методы поиска подводных лодок, такие как сонар, радар или магнитная детекция, могут быть частично нейтрализованы с помощью соответствующих контрмер.
Но подводная лодка — это всегда тяжелый объект, и ее влияние на гравитацию невозможно скрыть. Также невозможно представить, чтобы массу можно было «отключить», уменьшить или поглотить. Однако, как отмечает команда, пока это только экспериментальная разработка. Устройство еще недостаточно чувствительно для использования в таких задачах, как обнаружение подводных лодок. Тем не менее, ученые объясняют, что с каждым днем они приближаются к этой цели.
Еще один интересный аспект исследования заключается в том, что устройство уже было протестировано за пределами «высококонтролируемых» лабораторных условий. Это очень важно, поскольку подобные детекторы чрезвычайно чувствительны к таким помехам, как шаги, проезжающие машины, ветер, волны и даже землетрясения. Если технологию удастся подтвердить в подобных «зашумленных» средах, она должна хорошо работать на кораблях, самолетах и дронах, что по понятным причинам было бы очень интересно для военных планировщиков.