
GPSや携帯電話の三角測量といった現代技術の登場により、コンパスは日常生活を送る上で目新しいものとなりました。しかし、石油・鉱物探査、地震学、さらには海洋問題(少なくとも緊急時には)など、多くの産業・科学分野では超高感度コンパスが不可欠です。そのため、古き良き金属磁石コンパスの高精度化、つまり温度制御された原子とレーザービームを用いたコンパスの登場は、おそらく長らく待たれていたと言えるでしょう。
ハーバード大学の研究者たちは、磁場の大きさだけでなく方向も感知できるコンパスを求めていました。そのようなコンパスは存在しますが、優れたものではありません。読み取り精度が不安定な場合があり、精密作業においては補助的な役割しか果たせず、主力となるツールとは言えません。そこで研究チームは、古くからある物理学の法則を応用し、磁気に敏感な原子を用いて磁場を極めて正確に測定できる精密コンパスを開発しました。
このコンパスは、正確に113度に加熱されたルビジウム87原子が詰まったドミノサイズのチップで構成されています。これらの磁気感受性原子は、磁場が存在すると特定の方向に向きを変えます。これらの原子の向きを測定するために、研究者たちは直線偏光のビームを原子雲に照射しました。反対側から出てきた光を測定することで、コンパスは原子に作用する磁場の大きさと方向の両方を測定することができます。
レーザーと原子を用いて考案された唯一のコンパスではありませんが、少なくともハーバード大学のチームによれば、最も正確なコンパスです。実験では、地球の磁場よりも弱い値から小さな鉄の磁石よりも強い値まで、様々な磁場を測定しました。読み取りを狂わせる干渉ノイズを最小限に抑え、消費電力も従来のレーザーコンパスよりも優れています。
レーザールビジウムコンパスが iPhone の次期モデルに搭載されるというわけではないが、さらなる実験と調整を行えば、近い将来、こうした機器が地質調査、地震予知、石油発見の精度向上に大いに役立つ可能性がある。
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