Sagnac effect
સેગ્નાક અસર, જેને સેગ્નાક દખલગીરી પણ કહેવાય છે, જેનું નામ ફ્રેન્ચ ભૌતિકશાસ્ત્રી જ્યોર્જ સેગ્નાકના નામ પરથી રાખવામાં આવ્યું છે, તે એક એવી ઘટના છે જે ઇન્ટરફેરોમેટ્રીમાં જોવા મળે છે જે પરિભ્રમણ દ્વારા બહાર આવે છે. સેગનેક અસર રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટર અથવા સેગનેક ઇન્ટરફેરોમીટર તરીકે ઓળખાતા સેટઅપમાં પ્રગટ થાય છે. પ્રકાશની એક કિરણ વિભાજિત થાય છે અને બે કિરણો એક જ માર્ગને અનુસરવા માટે બનાવવામાં આવે છે પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં. પ્રવેશ બિંદુ પર પાછા ફર્યા પછી બે પ્રકાશ કિરણોને રિંગમાંથી બહાર નીકળવાની મંજૂરી આપવામાં આવે છે અને દખલગીરીમાંથી પસાર થાય છે. બહાર નીકળતા બે બીમના સંબંધિત તબક્કાઓ, અને આમ ઇન્ટરફિયરન્સ ફ્રિન્જની સ્થિતિ, ઉપકરણના કોણીય વેગ અનુસાર ખસેડવામાં આવે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, જ્યારે નોન-રોટેટિંગ ફ્રેમના સંદર્ભમાં ઇન્ટરફેરોમીટર સ્થિર હોય છે, ત્યારે પ્રકાશ બંને દિશામાં રિંગને પાર કરવામાં સમાન સમય લે છે. જો કે, જ્યારે ઇન્ટરફેરોમીટર પ્રણાલીને કાંતવામાં આવે છે, ત્યારે યાંત્રિક ફ્રેમની એક સર્કિટ પૂર્ણ કરવા માટે પ્રકાશના એક બીમ પાસે અન્ય કરતા મુસાફરી કરવાનો લાંબો માર્ગ હોય છે, અને તેથી તે વધુ સમય લે છે, પરિણામે બે બીમ વચ્ચે તબક્કાનો તફાવત થાય છે. જ્યોર્જ સાગ્નાકે 1913માં આઈન્સ્ટાઈનના વિશેષ સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતને અનાવશ્યક બનાવે છે તે ઈથરના અસ્તિત્વને સાબિત કરવાના પ્રયાસમાં આ પ્રયોગની સ્થાપના કરી હતી. ગિમ્બલ માઉન્ટ થયેલ યાંત્રિક જાઇરોસ્કોપ ઉપર ફર્યા પછી તે જ દિશામાં નિર્દેશ કરે છે, અને આમ જડતા નેવિગેશન સિસ્ટમ માટે રોટેશનલ સંદર્ભ તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. સાગનેક અસર પર આધારિત કહેવાતા લેસર જાઇરોસ્કોપ અને ફાઇબર ઓપ્ટિક જાઇરોસ્કોપના વિકાસ સાથે, ઘણા આધુનિક જડતા નેવિગેશન પ્રણાલીઓમાં કોઈ ગતિશીલ ભાગો વિનાના વિશાળ યાંત્રિક જાઇરોસ્કોપને બદલી શકાય છે. પરંપરાગત જાઇરોસ્કોપ કોણીય વેગના સંરક્ષણના સિદ્ધાંત પર આધાર રાખે છે જ્યારે રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટરની પરિભ્રમણ પ્રત્યેની સંવેદનશીલતા સંદર્ભની તમામ જડતા ફ્રેમ માટે પ્રકાશની ગતિની અપરિવર્તનશીલતામાંથી ઉદ્ભવે છે. વર્ણન અને કામગીરી સામાન્ય રીતે ત્રણ કે તેથી વધુ અરીસાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેથી પ્રતિ-પ્રસાર કરતા પ્રકાશ કિરણો ત્રિકોણ અથવા ચોરસ જેવા બંધ માર્ગને અનુસરે (આકૃતિ 1). વૈકલ્પિક રીતે ફાઇબર ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ બંધ માર્ગ દ્વારા પ્રકાશને માર્ગદર્શન આપવા માટે કરી શકાય છે (આકૃતિ 2). જો રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર જે પ્લેટફોર્મ પર માઉન્ટ થયેલ છે તે ફરતું હોય, તો જ્યારે પ્લેટફોર્મ ફરતું ન હોય ત્યારે તેમની સ્થિતિની તુલનામાં દખલની કિનારીઓ વિસ્થાપિત થાય છે. વિસ્થાપનનું પ્રમાણ ફરતા મંચના કોણીય વેગના પ્રમાણમાં હોય છે. પરિભ્રમણની ધરી બંધ વિસ્તારની અંદર હોવી જરૂરી નથી. ઇન્ટરફિયરન્સ ફ્રિન્જનું ફેઝ શિફ્ટ પ્લેટફોર્મની કોણીય આવર્તનના પ્રમાણસર હોય છે અને તે મૂળ સેગનેક દ્વારા મેળવેલા સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ લૂપનું લક્ષી ક્ષેત્ર અને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ ક્યાં છે. આ અસર ઇન્ટરફેરોમીટર રિંગમાં સંપૂર્ણ રાઉન્ડ ટ્રીપ પૂર્ણ કરવા માટે જમણી અને ડાબી બાજુએ ચાલતા પ્રકાશ કિરણોના જુદા જુદા સમયનું પરિણામ છે. મુસાફરીના સમયનો તફાવત, જ્યારે ઓપ્ટિકલ આવર્તન દ્વારા ગુણાકાર કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે તબક્કાના તફાવતને નિર્ધારિત કરે છે. આ રીતે માપવામાં આવતું પરિભ્રમણ એ એક સંપૂર્ણ પરિભ્રમણ છે, એટલે કે, જડતા સંદર્ભ માળખાના સંદર્ભમાં પ્લેટફોર્મનું પરિભ્રમણ. ઇતિહાસ 1887ના માઇકલસન-મોર્લી પ્રયોગે સૂચવ્યું હતું કે કાલ્પનિક તેજસ્વી ઈથર, જો અસ્તિત્વમાં છે, તો તે પૃથ્વી દ્વારા સંપૂર્ણપણે ખેંચાઈ ગયું હતું. આ પૂર્વધારણાને ચકાસવા માટે, ઓલિવર લોજે 1897માં પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો કે પૃથ્વીના પરિભ્રમણને માપવા માટે એક વિશાળ રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટરનું નિર્માણ કરવામાં આવે; આવું જ સૂચન આલ્બર્ટ અબ્રાહમ મિશેલસન દ્વારા 1904માં કરવામાં આવ્યું હતું. તેમને આશા હતી કે આવા ઇન્ટરફેરોમીટરથી સ્થિર ઈથર વિરુદ્ધ આંશિક કે સંપૂર્ણપણે પૃથ્વી દ્વારા ખેંચાયેલા ઈથર વચ્ચે નિર્ણય લેવાનું શક્ય બનશે. એટલે કે, જો કાલ્પનિક ઈથરને પૃથ્વી (અથવા ઇન્ટરફેરોમીટર દ્વારા) સાથે લઈ જવામાં આવે તો પરિણામ નકારાત્મક હશે, જ્યારે સ્થિર ઈથર હકારાત્મક પરિણામ આપશે. 1911માં ફ્રાન્ઝ હેરસ દ્વારા હાથ ધરાયેલા એક પ્રયોગ, જેનો ઉદ્દેશ ફરતા કાચ દ્વારા ફેલાતા પ્રકાશના ફ્રેસ્નલ ખેંચાણનું માપન કરવાનો હતો, તેને 1920માં મેક્સ વોન લાઉએ ખરેખર સેગ્નાક પ્રયોગની રચના તરીકે માન્યતા આપી હતી. સેગનેકની અસરથી અજાણ, હેરસે તેના માપમાં "અનપેક્ષિત પૂર્વગ્રહ" ની હાજરીનો અહેસાસ કર્યો હતો, પરંતુ તેનું કારણ સમજાવવામાં અસમર્થ હતા. વિશેષ સાપેક્ષતાના માળખામાં સેગનેક અસરનું પ્રથમ વર્ણન લૌએ દ્વારા 1911માં કરવામાં આવ્યું હતું, સેગનેક દ્વારા તેનો પ્રયોગ કરવામાં આવ્યો તેના બે વર્ષ પહેલાં. માઇકલસન (1904) ના સૈદ્ધાંતિક કાર્યને ચાલુ રાખીને, વોન લૌએ પોતાને સંદર્ભના જડતા માળખા (જેને તેમણે "માન્ય" સંદર્ભ માળખું કહ્યું હતું) સુધી મર્યાદિત રાખ્યું હતું અને ફૂટનોટમાં તેમણે લખ્યું હતું કે "જે પ્રણાલી માન્ય પ્રણાલીના સંદર્ભમાં ફરે છે તે માન્ય નથી". સતત પ્રકાશની ઝડપ ધારીને, અને પરિભ્રમણ વેગને આ રીતે સુયોજિત કરીને, તેમણે એક કિરણો અને પ્રતિ-પ્રસાર કિરણોના પ્રસાર સમયની ગણતરી કરી, અને પરિણામે સમયનો તફાવત મેળવ્યો. તેમણે તારણ કાઢ્યું હતું કે આ ઇન્ટરફેરોમીટર પ્રયોગ ખરેખર વિશેષ સાપેક્ષતા અને સ્થિર ઈથર (જેને તેઓ લોરેન્ટ્ઝના 1895-સિદ્ધાંતના સંદર્ભમાં "નિરપેક્ષ સિદ્ધાંત" કહે છે) બંને માટે સમાન હકારાત્મક પરિણામ (જ્યારે પ્રથમ ક્રમની શરતો સુધી મર્યાદિત હોય ત્યારે) ઉત્પન્ન કરશે. તેમણે એવું પણ તારણ કાઢ્યું હતું કે માત્ર સંપૂર્ણ ઈથર-ડ્રેગ મોડેલો (જેમ કે સ્ટોક્સ અથવા હર્ટ્ઝના) નકારાત્મક પરિણામ આપશે. વ્યવહારમાં, કોણીય વેગ અને તબક્કા-પરિવર્તનના સહસંબંધનું નિરીક્ષણ કરવાના હેતુથી પ્રથમ ઇન્ટરફેરોમેટ્રી પ્રયોગ ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિક જ્યોર્જ સાગનેક દ્વારા 1913માં કરવામાં આવ્યો હતો. તેનો હેતુ "ઈથરની સાપેક્ષ ગતિની અસર" શોધવાનો હતો. સાગનેક માનતા હતા કે તેમના પરિણામો સ્થિર ઈથરના અસ્તિત્વનો પુરાવો છે. જો કે, ઉપર સમજાવ્યા મુજબ, મેક્સ વોન લૌએ પહેલેથી જ 1911 માં દર્શાવ્યું હતું કે આ અસર વિશેષ સાપેક્ષતા સાથે સુસંગત છે. કાળજીપૂર્વક તૈયાર કરવામાં આવેલા માઈકલસન-મોર્લી પ્રયોગથી વિપરીત, જે પૃથ્વીના ખેંચાણને કારણે થતા ઈથર પવનને સાબિત કરવા માટે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યો હતો, સેગનેક પ્રયોગ આ પ્રકારના ઈથર પવનને સાબિત કરી શક્યો ન હતો કારણ કે સાર્વત્રિક ઈથર ફરતા પ્રકાશના તમામ ભાગોને સમાન રીતે અસર કરશે. આઈન્સ્ટાઈન ફ્રાન્ઝ હેરસના અગાઉના પ્રયોગ દ્વારા સેગનેક અસરની ઘટનાથી સંપૂર્ણપણે વાકેફ હતા, જેનું પોલ હર્ઝર દ્વારા 1914 માં "ડ્રેગિંગ ઓફ લાઇટ ઇન ગ્લાસ એન્ડ એબર્રેશન" શીર્ષકવાળા એક લેખમાં ગાણિતિક રીતે વિશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. આઈન્સ્ટાઈને તેમના લેખો "ઓબ્ઝર્વેશન ઓન પી. હર્ઝર 'સ આર્ટિકલઃ ડ્રેગિંગ ઓફ લાઇટ ઇન ગ્લાસ એન્ડ એબર્રેશન" અને "અનસર ટુ પી. હર્ઝર' સ રિપ્લાય" માં આનો વિરોધ કર્યો હતો. પ્રથમ લેખમાં આઈન્સ્ટાઈનની ગાણિતિક દલીલ પછી, આઈન્સ્ટાઈને જવાબ આપ્યો, "મેં બતાવ્યું છે તેમ, જે માધ્યમ દ્વારા તેને લાગુ કરવામાં આવે છે તેની સાપેક્ષ પ્રકાશની આવર્તન પરિમાણ k માટે નિર્ણાયક છે; કારણ કે આ માધ્યમની સાપેક્ષ પ્રકાશની ઝડપ નક્કી કરે છે. આપણા કિસ્સામાં, તે એક હળવી પ્રક્રિયા છે, જે ફરતી પ્રિઝમ પ્રણાલીના સંબંધમાં, સ્થિર પ્રક્રિયા તરીકે સમજવાની છે. આમાંથી તે અનુસરે છે કે ગતિશીલ પ્રિઝમની સાપેક્ષ પ્રકાશની આવર્તન, અને પરિમાણ k પણ, તમામ પ્રિઝમ્સ માટે સમાન છે. આ શ્રી હર્ઝરના જવાબને નકારી કાઢે છે. (1914) 1920માં વોન લૌએએ 1911નું પોતાનું સૈદ્ધાંતિક કાર્ય ચાલુ રાખ્યું, જેમાં હેરસ પ્રયોગનું વર્ણન કર્યું અને આ પ્રયોગમાં સેગનેક અસરની ભૂમિકા દર્શાવી. લૌએ જણાવ્યું હતું કે હેરસ પ્રયોગમાં (જેમાં પ્રકાશ કાચમાંથી પસાર થાય છે) પ્રકાશના ખેંચાણ (જે ગતિશીલ માધ્યમોમાં સાપેક્ષવાદી વેગના ઉમેરાથી અનુસરે છે, એટલે કે પ્રકાશના ખેંચાણને કારણે સમયનો ગણતરીપાત્ર તફાવત હતો. ફરતા કાચમાં) અને "હકીકત એ છે કે ફરતા ઉપકરણનો દરેક ભાગ એક કિરણોથી દૂર જાય છે, જ્યારે તે બીજાની નજીક પહોંચે છે", એટલે કે. સેગનેક અસર. તેમણે સ્વીકાર્યું હતું કે એકલા આ પછીની અસર સમયના તફાવતનું કારણ બની શકે છે અને તેથી, "પરિભ્રમણ સાથે જોડાયેલા પ્રવેગક કોઈ પણ રીતે પ્રકાશની ગતિને પ્રભાવિત કરતા નથી". જ્યારે લૌની સમજૂતી જડતા ફ્રેમ પર આધારિત છે, ત્યારે પોલ લેંગવિન (1921,1937) અને અન્ય લોકોએ ફરતી સંદર્ભ ફ્રેમમાંથી જોવામાં આવે ત્યારે સમાન અસરનું વર્ણન કર્યું છે (વિશેષ અને સામાન્ય સાપેક્ષતા બંનેમાં, બોર્ન કોઓર્ડિનેટ્સ જુઓ). તેથી જ્યારે સેગ્નાક અસરને કોરોટેટિંગ ફ્રેમના દૃષ્ટિકોણથી વર્ણવવી જોઈએ, ત્યારે કોઈ સામાન્ય ફરતા નળાકાર કોઓર્ડિનેટ્સનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને તેમને મિન્કોવ્સ્કી મેટ્રિક પર લાગુ કરી શકે છે, જે કહેવાતા બોર્ન મેટ્રિક અથવા લેંગ્વિન મેટ્રિકમાં પરિણમે છે. આ કોઓર્ડિનેટ્સ પરથી, કાઉન્ટર-પ્રોપેગેટિંગ કિરણોના આગમનના જુદા જુદા સમય મેળવી શકાય છે, જે અસર પોલ લેંગવિન (1921) દ્વારા દર્શાવવામાં આવી હતી. અથવા જ્યારે આ કોઓર્ડિનેટ્સનો ઉપયોગ ફરતી ફ્રેમમાં પ્રકાશની વૈશ્વિક ગતિની ગણતરી કરવા માટે કરવામાં આવે છે, ત્યારે દિશાના આધારે વિવિધ સ્પષ્ટ પ્રકાશની ગતિ મેળવવામાં આવે છે, જે અસર લેંગવિન દ્વારા અન્ય પેપર (1937) માં દર્શાવવામાં આવી હતી. આ વિશેષ સાપેક્ષતા અને વોન લૌ દ્વારા ઉપરોક્ત સમજૂતીને વિરોધાભાસી નથી કે પ્રકાશની ગતિ પ્રવેગથી પ્રભાવિત થતી નથી. કારણ કે ફરતી ફ્રેમમાં આ સ્પષ્ટ ચલ પ્રકાશની ઝડપ ત્યારે જ ઊભી થાય છે જ્યારે ફરતા કોઓર્ડિનેટ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવે, જ્યારે સેગનેક અસરને બાહ્ય જડતા કોઓર્ડિનેટ ફ્રેમના દૃષ્ટિકોણથી વર્ણવવામાં આવે તો પ્રકાશની ઝડપ નિશ્ચિતપણે સ્થિર રહે છે-તેથી સેગનેક અસર ઊભી થાય છે પછી ભલે કોઈ જડતા કોઓર્ડિનેટ્સનો ઉપયોગ કરે (નીચે વિભાગમાં સૂત્રો જુઓ) અથવા ફરતા કોઓર્ડિનેટ્સ (નીચે વિભાગમાં સૂત્રો જુઓ). એટલે કે, તેની મૂળ રચનામાં વિશેષ સાપેક્ષતા જડતા સંકલન ફ્રેમમાં સ્વીકારવામાં આવી હતી, ફરતી ફ્રેમમાં નહીં. આલ્બર્ટ આઈન્સ્ટાઈને વિશેષ સાપેક્ષતાની રજૂઆત કરતા પોતાના પેપરમાં જણાવ્યું હતું કે, "પ્રકાશ હંમેશા ખાલી જગ્યામાં ચોક્કસ વેગ c સાથે પ્રસારિત થાય છે જે ઉત્સર્જક પદાર્થની ગતિની સ્થિતિથી સ્વતંત્ર હોય છે". આઈન્સ્ટાઈને ખાસ કરીને જણાવ્યું હતું કે પ્રકાશની ગતિ ખાલી જગ્યાના શૂન્યાવકાશમાં જ સ્થિર રહે છે, એવા સમીકરણોનો ઉપયોગ કરીને જે માત્ર રેખીય અને સમાંતર જડતા ફ્રેમમાં હોય છે. જો કે, જ્યારે આઈન્સ્ટાઈને ત્વરિત સંદર્ભ ફ્રેમની તપાસ કરવાનું શરૂ કર્યું, ત્યારે તેમણે નોંધ્યું કે સંદર્ભ ફ્રેમને વેગ આપવા માટે "પ્રકાશની સ્થિરતાના સિદ્ધાંતમાં ફેરફાર કરવો આવશ્યક છે". મેક્સ વોન લૌએ તેમના 1920 ના પેપરમાં સેગનેક અસર પર સામાન્ય સાપેક્ષતાની અસર પર ગંભીર વિચારણા કરી હતી, જેમાં જણાવ્યું હતું કે, "સામાન્ય સાપેક્ષતા અલબત્ત તેના વિશે કેટલાક નિવેદનો આપવા માટે સક્ષમ હશે, અને આપણે શરૂઆતમાં બતાવવા માંગીએ છીએ કે પ્રવેગકની કોઈ નોંધપાત્ર અસરો તેના અનુસાર અપેક્ષિત નથી". તેઓ જર્મન ભૌતિકશાસ્ત્રી વિલ્હેલ્મ વિએન સાથેની ચર્ચાઓ અંગે ફૂટનોટ બનાવે છે. સામાન્ય સાપેક્ષતાને જોવાનું કારણ એ છે કે આઈન્સ્ટાઈનના સામાન્ય સાપેક્ષતાના સિદ્ધાંતમાં આગાહી કરવામાં આવી હતી કે ગુરુત્વાકર્ષણ ક્ષેત્રમાં પ્રકાશ ધીમો પડી જશે, તેથી જ તે વિશાળ પદાર્થની આસપાસ પ્રકાશના વળાંકની આગાહી કરી શકે છે. સામાન્ય સાપેક્ષતા હેઠળ, સમાનતા સિદ્ધાંત છે જે જણાવે છે કે ગુરુત્વાકર્ષણ અને પ્રવેગક સમકક્ષ છે. ઇન્ટરફેરોમીટરને સ્પિન કરવું અથવા વેગ આપવો એ ગુરુત્વાકર્ષણીય અસર પેદા કરે છે. "જો કે, આવી [બિન-જડતા] ગતિના બે અલગ અલગ પ્રકારો છે; તે દાખલા તરીકે સીધી રેખામાં પ્રવેગક અથવા સતત ગતિ સાથે ગોળ ગતિ હોઈ શકે છે". ઉપરાંત, 1964માં ઇરવિન શાપિરોએ સામાન્ય સાપેક્ષતાને સમજાવતા કહ્યું હતું કે, "પ્રકાશ તરંગની ઝડપ તેના માર્ગમાં ગુરુત્વાકર્ષણીય ક્ષમતાની શક્તિ પર આધારિત છે". આને શાપિરો વિલંબ કહેવામાં આવે છે. જો કે, ગુરુત્વાકર્ષણીય ક્ષેત્ર નોંધપાત્ર હોવું જોઈએ, તેથી લૌએ (1920) એ તારણ કાઢ્યું હતું કે તેની અસર અવકાશમાં તેની હિલચાલ દ્વારા માર્ગના અંતરને બદલવાનું પરિણામ છે. "પરિભ્રમણની દિશામાં લૂપની આસપાસ મુસાફરી કરતી બીમ પરિભ્રમણની દિશામાં મુસાફરી કરતી બીમ કરતા વધુ દૂર જશે, કારણ કે મુસાફરીના સમયગાળા દરમિયાન અરીસાઓ અને ડિટેક્ટર બધા કાઉન્ટર-રોટેટિંગ બીમ તરફ (સહેજ) આગળ વધશે અને સહ-રોટેટિંગ બીમથી દૂર જશે. પરિણામે બીમ થોડા અલગ સમયે ડિટેક્ટર સુધી પહોંચશે, અને તબક્કાની થોડી બહાર, ઓપ્ટિકલ દખલગીરી 'ફ્રિન્જ' ઉત્પન્ન કરશે જે અવલોકન અને માપી શકાય છે. 1926માં, આલ્બર્ટ માઇકલસન અને હેનરી ગેલ દ્વારા એક મહત્વાકાંક્ષી રીંગ ઇન્ટરફેરોમેટ્રી પ્રયોગની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી. તેનો ઉદ્દેશ એ જાણવાનો હતો કે પૃથ્વીના પરિભ્રમણની અસર પૃથ્વીની નજીકમાં પ્રકાશના પ્રસાર પર પડે છે કે કેમ. માઇકલસન-ગેલ-પીયર્સન પ્રયોગ એક ખૂબ જ મોટું રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર હતું, જે પૃથ્વીના કોણીય વેગને શોધવા માટે પૂરતું મોટું હતું. આ પ્રયોગનું પરિણામ એ આવ્યું કે ખગોળશાસ્ત્ર દ્વારા માપવામાં આવેલા પૃથ્વીના કોણીય વેગને માપવાની ચોકસાઈની અંદર પુષ્ટિ મળી હતી. માઇકલસન-ગેલ પ્રયોગના રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટરને બહારના સંદર્ભ સાથે સરખામણી કરીને માપાંકિત કરવામાં આવ્યું ન હતું (જે શક્ય ન હતું, કારણ કે સેટઅપ પૃથ્વી પર નિશ્ચિત હતું). તેની ડિઝાઇન પરથી તે અનુમાન કરી શકાય છે કે જો શૂન્ય શિફ્ટ હશે તો કેન્દ્રીય હસ્તક્ષેપ ફ્રિન્જ ક્યાં હોવો જોઈએ. માપવામાં આવેલ પાળી 1000 માં 230 ભાગો હતી, જેમાં 1000 માં 5 ભાગોની ચોકસાઈ હતી. અનુમાનિત પાળી 1000 માં 237 ભાગો હતી. સેગનેક અસરએ તેના અર્થ અને અર્થઘટન પર એક સદી લાંબી ચર્ચાને ઉત્તેજિત કરી છે, આ મોટાભાગની ચર્ચા આશ્ચર્યજનક છે કારણ કે તેની અસર વિશેષ સાપેક્ષતાના સંદર્ભમાં સંપૂર્ણપણે સારી રીતે સમજી શકાય છે. થિયરી બેઝિક કેસ રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટરમાં ઇન્ટરફિયરન્સ ફ્રિન્જમાં પરિવર્તનને રિંગના પરિભ્રમણને કારણે પ્રકાશ જે વિવિધ અંતરની મુસાફરી કરે છે તેના પરિણામે સાહજિક રીતે જોઈ શકાય છે. (આકૃતિ. 3) ત્રિજ્યા R ની ગોળાકાર વીંટી માટે સૌથી સરળ વ્યુત્પત્તિ છે, જેમાં એકનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ હોય છે, જે કોણીય વેગ પર ફરે છે, પરંતુ અન્ય આકારો સાથે લૂપ ભૂમિતિ માટે પરિણામ સામાન્ય છે. જો કોઈ પ્રકાશ સ્રોત ફરતી વીંટી પર એક બિંદુથી બંને દિશામાં ઉત્સર્જન કરે છે, તો પરિભ્રમણની દિશા જેવી જ દિશામાં મુસાફરી કરતા પ્રકાશને પાછળથી પ્રકાશ સ્રોત સાથે જોડાય તે પહેલાં વીંટીની આસપાસ એકથી વધુ પરિઘની મુસાફરી કરવાની જરૂર પડે છે. પ્રકાશના સ્ત્રોત સુધી પહોંચવામાં જે સમય લાગે છે તે આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ અંતર છે (આકૃતિમાં કાળો બોલ્ડ તીર. 3) કે અરીસો તે જ સમયે આગળ વધ્યો છેઃ ઉપરના બે સમીકરણોમાંથી દૂર કરવાથી આપણને મળે છેઃ તેવી જ રીતે, પરિભ્રમણની વિરુદ્ધ દિશામાં મુસાફરી કરતો પ્રકાશ આગળની બાજુના પ્રકાશ સ્રોતને અથડાતા પહેલા એકથી ઓછા પરિઘની મુસાફરી કરશે. તેથી પ્રકાશની આ દિશા માટે ફરીથી ગતિશીલ સ્રોત સુધી પહોંચવાનો સમય છેઃ સમયનો તફાવત એ છે કારણ કે, આ ત્યાં ઘટે છે જ્યાં A એ રિંગનું ક્ષેત્રફળ છે. જો કે આ સરળ વ્યુત્પત્તિ એકના રીફ્રેક્શનના અનુક્રમણિકા સાથે ગોળાકાર વીંટી માટે છે, તેમ છતાં પરિણામ એ વિસ્તાર સાથે ફરતી લૂપના કોઈપણ આકાર માટે સાચું છે. (આકૃતિ. 4) વધુ જટિલ આકારો અથવા અન્ય રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ મૂલ્યો માટે, ફર્માટના સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને દરેક દિશામાં ઓપ્ટિકલ ફેઝ શિફ્ટની ગણતરી કરીને અને જડતા પ્રયોગશાળાના માળખામાં વિવિધ પ્રસાર દિશાઓ માટે વિવિધ તબક્કાના વેગને ધ્યાનમાં લઈને સમાન પરિણામ મેળવી શકાય છે, જેની ગણતરી વેગના સાપેક્ષ ઉમેરાનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે. આપણે પ્રકાશ સ્રોત પર મૂકવામાં આવેલી કિનારીઓ જોવા માટે સ્ક્રીનની કલ્પના કરીએ છીએ (અથવા આપણે સ્રોત બિંદુથી સ્ક્રીન પર પ્રકાશ મોકલવા માટે બીમસ્પ્લિટરનો ઉપયોગ કરીએ છીએ). સ્થિર પ્રકાશ સ્રોતને જોતાં, સર્કિટને પાર કરવા માટે બે કાઉન્ટર-રોટેટિંગ બીમ માટે જરૂરી સમયના તફાવતના પ્રમાણમાં ફ્રિન્જ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સાથે સ્ક્રીન પર ઇન્ટરફિયરન્સ ફ્રિન્જ રચાય છે. ફેઝ શિફ્ટ છે, જે ફ્રિન્જને અને ના પ્રમાણમાં શિફ્ટ કરવાનું કારણ બને છે. બિન-સાપેક્ષ ઝડપે, સેગનેક અસર એ પ્રકાશની ગતિની સ્ત્રોત સ્વતંત્રતાનું સરળ પરિણામ છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, સેગનેક પ્રયોગ પૂર્વ-સાપેક્ષવાદી ભૌતિકશાસ્ત્ર અને સાપેક્ષવાદી ભૌતિકશાસ્ત્ર વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવતો નથી. જ્યારે પ્રકાશ ફાઇબર ઓપ્ટિક કેબલમાં પ્રસરે છે, ત્યારે સેટઅપ અસરકારક રીતે સેગનેક પ્રયોગ અને ફિઝો પ્રયોગનું સંયોજન છે. કાચમાં પ્રકાશની ઝડપ શૂન્યાવકાશ કરતાં ધીમી હોય છે, અને ઓપ્ટિકલ કેબલ એ ગતિશીલ માધ્યમ છે. તે કિસ્સામાં સાપેક્ષ વેગ વધારાનો નિયમ લાગુ પડે છે. પ્રકાશ પ્રસારના પૂર્વ-સાપેક્ષવાદી સિદ્ધાંતો ફિઝો અસર માટે જવાબદાર નથી. (1900 સુધીમાં લોરેન્ટ્ઝ ફિઝાઉ અસર માટે જવાબદાર હતા, પરંતુ તે સમય સુધીમાં તેમનો સિદ્ધાંત એવા સ્વરૂપમાં વિકસિત થયો હતો કે જ્યાં અસરકારક રીતે તે ગાણિતિક રીતે વિશેષ સાપેક્ષતાની સમકક્ષ હતો.) ઉત્સર્જક અને ડિટેક્ટર સમાન ઝડપે મુસાફરી કરી રહ્યા હોવાથી, ડોપ્લર અસરો રદ થાય છે, તેથી સેગનેક અસરમાં ડોપ્લર અસરનો સમાવેશ થતો નથી. રીંગ લેસર ઇન્ટરફેરોમેટ્રીના કિસ્સામાં, આ વિશે જાગૃત રહેવું મહત્વપૂર્ણ છે. જ્યારે રીંગ લેસર સેટઅપ ફરતું હોય છે, ત્યારે કાઉન્ટરપ્રોપેગેટિંગ બીમ વિરુદ્ધ દિશામાં આવર્તન પાળીમાંથી પસાર થાય છે. આ ફ્રિક્વન્સી શિફ્ટ ડોપ્લર શિફ્ટ નથી, પરંતુ તે ઓપ્ટિકલ કેવિટી રેઝોનન્સ ઇફેક્ટ છે, જેમ કે રિંગ લેસરોમાં નીચે સમજાવવામાં આવ્યું છે. સેગનેક અસરને વિશેષ સાપેક્ષતાના સંદર્ભમાં સારી રીતે સમજવામાં આવે છે, જ્યાં ફરતા પ્રકાશ સ્રોતના દૃષ્ટિકોણથી તબક્કાનો તફાવત પ્રકાશના માર્ગ સાથે એક સાથે એક બંધ લૂપ ન બનાવતી પ્રકાશની રેખાને કારણે છે. સામાન્યીકૃત સૂત્ર પ્રયોગના સુધારેલા સંસ્કરણોની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે જેમાં પ્રકાશ સ્રોતને (જરૂરી નથી કે ગોળાકાર) પ્રકાશ માર્ગ સાથે આગળ વધવાની મંજૂરી આપવામાં આવી છે. આ રૂપરેખાંકન તબક્કાના તફાવત માટેનું બીજું કારણ રજૂ કરે છેઃ પ્રકાશ સ્રોત અનુસાર બે સંકેતો હવે અવકાશમાં જુદા જુદા માર્ગોને અનુસરે છે. કેટલાક લેખકો આ અસરને સેગનેક અસર તરીકે ઓળખાવે છે, જોકે આ કિસ્સામાં વિસંગતતા એક સાથે બંધ લૂપ્સ ન બનાવતી રેખાઓને કારણે હોવી જરૂરી નથી. સુધારેલ રૂપરેખાંકનનું ઉદાહરણ આકૃતિમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. 5, ડાબી બાજુએ બતાવેલ પ્રમાણભૂત ફાઇબર ઓપ્ટિક જાઇરોસ્કોપ અને જમણી બાજુએ બતાવેલ સુધારેલ ફાઇબર ઓપ્ટિક કન્વેયર બંનેમાં માપેલા તબક્કાનો તફાવત, સમીકરણ Δt = 2vL/c2 ને અનુરૂપ છે, જેની વ્યુત્પત્તિ પ્રકાશની સતત ગતિ પર આધારિત છે. આ સૂત્ર પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે કુલ સમય વિલંબ એ ફાઇબરની સમગ્ર લંબાઈ સાથે સંચિત સમય વિલંબ જેટલો છે, પછી ભલે તે ફાઇબર કન્વેયરના ફરતા વિભાગમાં હોય, અથવા સીધા વિભાગમાં હોય. આ સમીકરણ અમાન્ય છે, જો કે, અવકાશમાં પ્રકાશ સ્રોતનો માર્ગ પ્રકાશ સંકેતોને અનુસરતો નથી, ઉદાહરણ તરીકે પ્રમાણભૂત ફરતા પ્લેટફોર્મ કેસ (એફઓજી) માં પરંતુ બિન-ગોળાકાર પ્રકાશ માર્ગ સાથે. આ કિસ્સામાં તબક્કા તફાવત સૂત્રમાં સ્ટોક્સના પ્રમેયને કારણે પ્રકાશ માર્ગ દ્વારા ઘેરાયેલા વિસ્તારનો સમાવેશ થાય છે. રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટરનો વિચાર કરો જ્યાં બે કાઉન્ટર-પ્રોપેગેટિંગ લાઇટ બીમ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરના લૂપ દ્વારા નિર્ધારિત સામાન્ય ઓપ્ટિકલ પાથને શેર કરે છે, આકૃતિ 4 જુઓ. લૂપનો આકાર મનસ્વી હોઈ શકે છે, અને તે અવકાશમાં મનસ્વી રીતે આગળ વધી શકે છે. એકમાત્ર પ્રતિબંધ એ છે કે તેને ખેંચવાની મંજૂરી નથી. (મુક્ત જગ્યામાં તેના કેન્દ્રની આસપાસ ફરતા ગોળાકાર રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટરનો કેસ ફાઇબરના રીફ્રેક્શન ઇન્ડેક્સને 1 લઈને પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે.) ફાઇબરના એક નાના ભાગનો વિચાર કરો, જેની આરામની ફ્રેમમાં લંબાઈ છે. સમય અંતરાલ, તે ડાબી અને જમણી બાજુએ ફરતા પ્રકાશ કિરણોને બાકીની ફ્રેમમાં સેગમેન્ટને પાર કરવા માટે લે છે અને તે લેબ ફ્રેમમાં આ નાના સેગમેન્ટની લંબાઈ દ્વારા આપવામાં આવે છે. સાપેક્ષ લંબાઈના સંકોચન સૂત્ર દ્વારા, સેગમેન્ટના વેગમાં પ્રથમ ક્રમમાં સાચો. પ્રયોગશાળાની ફ્રેમમાં સેગમેન્ટને પસાર કરવા માટેનો સમય અંતરાલ લોરેન્ટ્ઝ પરિવર્તન દ્વારા આ રીતે આપવામાં આવે છેઃ વેગમાં પ્રથમ ક્રમમાં સાચો. સામાન્ય રીતે, બે બીમ થોડા અલગ સમયે આપેલ સેગમેન્ટની મુલાકાત લેશે, પરંતુ, ખેંચાણની ગેરહાજરીમાં, બંને બીમ માટે લંબાઈ સમાન હોય છે. તે અનુસરે છે કે બે બીમ માટે ચક્ર પૂર્ણ કરવા માટેનો સમયનો તફાવત નોંધપાત્ર છે, સમયનો તફાવત રીફ્રેક્શન ઇન્ડેક્સ અને ફાઇબરમાં પ્રકાશના વેગથી સ્વતંત્ર છે. પ્રકાશ સ્રોત પર મૂકવામાં આવેલી કિનારીઓ જોવા માટે સ્ક્રીનની કલ્પના કરો (વૈકલ્પિક રીતે, સ્રોત બિંદુથી સ્ક્રીન પર પ્રકાશ મોકલવા માટે બીમસ્પ્લિટરનો ઉપયોગ કરો). સ્થિર પ્રકાશ સ્રોતને જોતાં, જ્યાં પ્રથમ પરિબળ પ્રકાશની આવર્તન છે તેના દ્વારા આપવામાં આવેલ ફ્રિન્જ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ સાથે સ્ક્રીન પર ઇન્ટરફિયરન્સ ફ્રિન્જ રચાય છે. આ સામાન્યીકૃત સેગનેક સૂત્ર આપે છે આ ખાસ કિસ્સામાં કે ફાઇબર કોણીય આવર્તન સાથે કઠોર પદાર્થની જેમ ફરે છે, વેગ છે અને રેખા અભિન્નની ગણતરી લૂપના ક્ષેત્રની દ્રષ્ટિએ કરી શકાય છેઃ આ મનસ્વી આકાર અને ભૂમિતિના રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટર્સ માટે સેગનેક સૂત્ર આપે છે. ચોક્કસ સુમેળની ચકાસણી કરીને, પૃથ્વીની પ્રદક્ષિણા કરતી કઠોળની રિલેને પણ સેગનેક અસર માટે સુધારણાની જરૂર હોય તેવા કેસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. 1984માં એક ચકાસણીની સ્થાપના કરવામાં આવી હતી જેમાં ત્રણ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશનો અને કેટલાક જી. પી. એસ. ઉપગ્રહો સામેલ હતા, જેમાં વિશ્વભરમાં પૂર્વ અને પશ્ચિમ તરફ જતા સંકેતોના રિલે હતા. સેગનેક ઇન્ટરફેરોમીટરના કિસ્સામાં આગમનના સમયમાં તફાવતનું માપ ઇન્ટરફિયરન્સ ફ્રિન્જ ઉત્પન્ન કરીને અને ફ્રિન્જ શિફ્ટનું નિરીક્ષણ કરીને મેળવવામાં આવે છે. વિશ્વભરમાં કઠોળના રિલેના કિસ્સામાં આગમનના સમયનો તફાવત કઠોળના વાસ્તવિક આગમનના સમયથી સીધો પ્રાપ્ત થાય છે. બંને કિસ્સાઓમાં આગમનના સમયના તફાવતની પદ્ધતિ સમાન છેઃ સેગનેક અસર. હાફેલ-કીટિંગ પ્રયોગને સેગનેક અસર ભૌતિકશાસ્ત્રના સમકક્ષ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. વાસ્તવિક હાફેલે-કીટિંગ પ્રયોગમાં પરિવહનની રીત (લાંબા અંતરની ઉડાનો) એ તેની પોતાની સમય વિસ્તરણ અસરોને જન્મ આપ્યો, અને વિવિધ યોગદાનને અલગ કરવા માટે ગણતરીઓની જરૂર હતી. ઘડિયાળોના (સૈદ્ધાંતિક) કિસ્સામાં કે જે એટલી ધીમે પરિવહન થાય છે કે પરિવહનથી ઉદ્ભવતા સમયના વિસ્તરણની અસરો નગણ્ય હોય છે, જ્યારે ઘડિયાળો પ્રારંભિક બિંદુ પર પાછા આવે છે ત્યારે સમયનો તફાવત તે સમયના તફાવત જેટલો હશે જે વિશ્વભરમાં મુસાફરી કરતા કઠોળના રિલે માટે જોવા મળે છેઃ 207 નેનોસેકન્ડ્સ. વ્યવહારુ ઉપયોગો સેગનેક અસર વર્તમાન તકનીકમાં કાર્યરત છે. એક ઉપયોગ જડતા માર્ગદર્શન પ્રણાલીઓમાં છે. રીંગ લેસર જાઇરોસ્કોપ પરિભ્રમણ માટે અત્યંત સંવેદનશીલ હોય છે, જે જો જડતા માર્ગદર્શન પ્રણાલી સચોટ પરિણામો આપે છે તો તેનો હિસાબ કરવાની જરૂર છે. રીંગ લેસર સાઇડરિયલ દિવસને પણ શોધી શકે છે, જેને "મોડ 1" પણ કહી શકાય. ગ્લોબલ નેવિગેશન સેટેલાઇટ સિસ્ટમ્સ (જી. એન. એસ. એસ.), જેમ કે જી. પી. એસ., ગ્લોનાસ, કોમ્પાસ અથવા ગેલિલિયો, ઘડિયાળોને સુમેળ કરવા માટે રેડિયો સંકેતોનો ઉપયોગ કરવાની પ્રક્રિયાઓમાં પૃથ્વીના પરિભ્રમણને ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. રીંગ લેસર ફાઇબર ઓપ્ટિક જાઇરોસ્કોપને કેટલીકવાર 'નિષ્ક્રિય રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટર' તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. નિષ્ક્રિય રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટર બહારથી સેટઅપમાં પ્રવેશતા પ્રકાશનો ઉપયોગ કરે છે. ઇન્ટરફિયરન્સ પેટર્ન જે મેળવવામાં આવે છે તે ફ્રિન્જ પેટર્ન છે, અને જે માપવામાં આવે છે તે ફેઝ શિફ્ટ છે. સંપૂર્ણપણે અલગ ગોઠવણીના આધારે સ્વ-સમાવિષ્ટ રીંગ ઇન્ટરફેરોમીટરનું નિર્માણ કરવું પણ શક્ય છે. આને રિંગ લેસર અથવા રિંગ લેસર જાઇરોસ્કોપ કહેવામાં આવે છે. પ્રકાશના માર્ગમાં લેસર ઉત્તેજનાનો સમાવેશ કરીને પ્રકાશ ઉત્પન્ન થાય છે અને ટકાવી રાખવામાં આવે છે. રીંગ લેસર પોલાણમાં શું થાય છે તે સમજવા માટે, પ્રકાશની સતત પેઢી સાથે લેસર સુયોજનમાં લેસર પ્રક્રિયાના ભૌતિકશાસ્ત્રની ચર્ચા કરવી ઉપયોગી છે. જેમ જેમ લેસર ઉત્તેજના શરૂ થાય છે તેમ, પોલાણની અંદરના અણુઓ ફોટોન બહાર કાઢે છે, પરંતુ અણુઓ થર્મલ વેગ ધરાવતા હોવાથી, લેસર પોલાણની અંદરનો પ્રકાશ શરૂઆતમાં આવર્તનની શ્રેણી હોય છે, જે વેગના આંકડાકીય વિતરણને અનુરૂપ હોય છે. ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયા એક આવર્તનને ઝડપથી અન્ય આવર્તનને પાછળ છોડી દે છે, અને તે પછી પ્રકાશ મોનોક્રોમેટિકની ખૂબ નજીક હોય છે. સરળતા માટે, ધારો કે બધા ઉત્સર્જિત ફોટોન રિંગની સમાંતર દિશામાં ઉત્સર્જિત થાય છે. અંજીર. 7 રીંગ લેસરના પરિભ્રમણની અસરને સમજાવે છે. રેખીય લેસરમાં, તરંગલંબાઇનો પૂર્ણાંક ગુણાંક લેસર પોલાણની લંબાઈને બંધબેસે છે. આનો અર્થ એ છે કે આગળ અને પાછળ મુસાફરી કરતી વખતે લેસર પ્રકાશ તેની આવર્તનના ચક્રની પૂર્ણાંક સંખ્યામાંથી પસાર થાય છે. રીંગ લેસરના કિસ્સામાં પણ આ જ લાગુ પડે છેઃ લેસર પ્રકાશની આવર્તનના ચક્રની સંખ્યા બંને દિશામાં સમાન હોય છે. જ્યારે રીંગ લેસર સેટઅપ ફરતું હોય ત્યારે બંને દિશામાં સમાન સંખ્યામાં ચક્રની આ ગુણવત્તા જાળવી રાખવામાં આવે છે. આ છબી દર્શાવે છે કે તરંગલંબાઇમાં પરિવર્તન (એટલે આવર્તનમાં પરિવર્તન) એવી રીતે થાય છે કે પ્રસરણની બંને દિશામાં ચક્રોની સંખ્યા સમાન હોય છે. લેસર પ્રકાશની બે આવૃત્તિઓને દખલમાં લાવીને ધબકારા આવર્તન મેળવી શકાય છે; ધબકારા આવર્તન એ બે આવૃત્તિઓ વચ્ચેનો તફાવત છે. આ ધબકારાની આવર્તનને સમયની હસ્તક્ષેપ પેટર્ન તરીકે વિચારી શકાય છે. (ઇન્ટરફેરોમેટ્રીની વધુ પરિચિત દખલની કિનારીઓ અવકાશી પેટર્ન છે). આ બીટ આવર્તનનો સમયગાળો જડતા જગ્યાના સંદર્ભમાં રીંગ લેસરના કોણીય વેગના રેખીય પ્રમાણમાં હોય છે. આ રીંગ લેસર જાઇરોસ્કોપનો સિદ્ધાંત છે, જેનો આધુનિક જડતા નેવિગેશન પ્રણાલીઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. શૂન્ય બિંદુ માપાંકન નિષ્ક્રિય રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટરમાં, ફ્રિન્જ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ કોણીય સ્થિતિના પ્રથમ વ્યુત્પન્નના પ્રમાણસર હોય છે; રિંગ ઇન્ટરફેરોમીટર સુયોજનના શૂન્ય કોણીય વેગને અનુરૂપ ફ્રિન્જ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ નક્કી કરવા માટે સાવચેતીપૂર્વક માપાંકન જરૂરી છે. બીજી બાજુ, રીંગ લેસર ઇન્ટરફેરોમીટરને શૂન્ય કોણીય વેગને અનુરૂપ આઉટપુટ નક્કી કરવા માટે કેલિબ્રેશનની જરૂર નથી. રીંગ લેસર ઇન્ટરફેરોમીટર સ્વ-માપાંકન કરે છે. જો અને માત્ર ત્યારે જ બીટ આવર્તન શૂન્ય હશે જો રીંગ લેસર સેટઅપ જડતા જગ્યાના સંદર્ભમાં બિન-ફરતું હોય. અંજીર. 8 એ ભૌતિક ગુણધર્મને સમજાવે છે જે રીંગ લેસર ઇન્ટરફેરોમીટરને સ્વ-માપાંકન બનાવે છે. ગ્રે બિંદુઓ લેસર પોલાણમાં અણુઓનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે રેઝોનેટર તરીકે કામ કરે છે. વીંટી પોલાણના દરેક વિભાગમાં, પ્રકાશની ઝડપ બંને દિશામાં સમાન હોય છે. જ્યારે રીંગ લેસર ઉપકરણ ફરે છે, ત્યારે તે તે પૃષ્ઠભૂમિના સંદર્ભમાં ફરે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તોઃ પ્રકાશની ગતિની અપરિવર્તનશીલતા રીંગ લેસર ઇન્ટરફેરોમીટરના સ્વ-માપાંકન ગુણધર્મ માટે સંદર્ભ પ્રદાન કરે છે. લોક-ઇન રીંગ લેસર જાઇરોસ્કોપ નીચા પરિભ્રમણ દર (100°/કલાકથી ઓછા) પર "લોક-ઇન" તરીકે ઓળખાતી અસરથી પીડાય છે. ખૂબ જ ઓછા પરિભ્રમણ દરે, કાઉન્ટર-પ્રોપેગેટિંગ લેસર મોડ્સની આવર્તન લગભગ સમાન બની જાય છે. આ કિસ્સામાં, કાઉન્ટર-પ્રોપેગેટિંગ બીમ વચ્ચે ક્રોસસ્ટૉક ઇન્જેક્શન લોકિંગમાં પરિણમી શકે છે, જેથી સ્થાયી તરંગ પસંદગીના તબક્કામાં "અટવાઇ જાય છે", ધીમે ધીમે પરિભ્રમણને પ્રતિસાદ આપવાને બદલે દરેક બીમની આવર્તનને એકબીજા સાથે લૉક કરે છે. ઝડપી દરે (સેંકડો હર્ટ્ઝ) નાના ખૂણા દ્વારા લેસર પોલાણને આગળ અને પાછળ ફેરવીને, લોક-ઇન માત્ર ટૂંકા ઉદાહરણો દરમિયાન થશે જ્યાં પરિભ્રમણ વેગ શૂન્યની નજીક હોય; આમ પ્રેરિત ભૂલો વૈકલ્પિક ડેડ પીરિયડ્સ વચ્ચે લગભગ એકબીજાને રદ કરે છે. ફાઇબર ઓપ્ટિક ગાયરોસ્કોપ વિરુદ્ધ રિંગ લેસર ગાયરોસ્કોપ ફાઇબર ઓપ્ટિક ગાયરોસ્કોપ (એફ. ઓ. જી.) અને રિંગ લેસર ગાયરોસ્કોપ (આર. એલ. જી.) બંને બંધ ઓપ્ટિકલ પાથ વિશે ઘડિયાળની દિશામાં અને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં મુસાફરી કરતા પ્રકાશના કિરણો વચ્ચેના પ્રસાર સમયના તફાવત પર દેખરેખ રાખીને કાર્ય કરે છે. તેઓ વિવિધ ખર્ચ, વિશ્વસનીયતા, કદ, વજન, શક્તિ અને અન્ય પ્રદર્શન લાક્ષણિકતાઓમાં નોંધપાત્ર રીતે અલગ પડે છે જેને કોઈ ચોક્કસ એપ્લિકેશન માટે આ વિશિષ્ટ તકનીકોનું મૂલ્યાંકન કરતી વખતે ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. આર. એલ. જી. ને સચોટ મશીનિંગ, ચોકસાઇવાળા અરીસાઓનો ઉપયોગ અને સ્વચ્છ ઓરડાની પરિસ્થિતિઓમાં એસેમ્બલીની જરૂર પડે છે. તેમની યાંત્રિક ડાઇથરિંગ એસેમ્બલીઓ તેમના વજનમાં કંઈક અંશે વધારો કરે છે પરંતુ નોંધપાત્ર રીતે નહીં. આર. એલ. જી. ઓરડાના નજીકના તાપમાનની સ્થિતિમાં 100,000 કલાકથી વધુની કામગીરીમાં લોગ ઇન કરવામાં સક્ષમ છે. તેમના લેસરોને પ્રમાણમાં ઊંચી શક્તિની જરૂરિયાતો હોય છે. ઇન્ટરફેરોમેટ્રિક એફ. ઓ. જી. સંપૂર્ણ રીતે ઘન-સ્થિતિ હોય છે, તેમાં કોઈ યાંત્રિક ડિથરિંગ ઘટકોની જરૂર હોતી નથી, તેમાં ચોકસાઇવાળી મશીનિંગની જરૂર હોતી નથી, લવચીક ભૂમિતિ હોય છે અને તેને ખૂબ જ નાની બનાવી શકાય છે. તેઓ ટેલિકોમ ઉદ્યોગના ઘણા પ્રમાણભૂત ઘટકોનો ઉપયોગ કરે છે. વધુમાં, એફ. ઓ. જી. ના મુખ્ય ઓપ્ટિકલ ઘટકોએ ટેલિકોમ ઉદ્યોગમાં કામગીરી સાબિત કરી છે, જેમાં જીવનકાળ દાયકાઓમાં માપવામાં આવે છે. જો કે, ચોકસાઇવાળા ગાયરો સાધનમાં બહુવિધ ઓપ્ટિકલ ઘટકોની એસેમ્બલી ખર્ચાળ છે. એનાલોગ એફ. ઓ. જી. સૌથી ઓછી શક્ય કિંમત પ્રદાન કરે છે પરંતુ કામગીરીમાં મર્યાદિત છે; ડિજિટલ એફ. ઓ. જી. વ્યાપક ગતિશીલ શ્રેણીઓ અને કડક કાર્યક્રમો માટે જરૂરી સચોટ સ્કેલ પરિબળ સુધારાઓ પ્રદાન કરે છે. લાંબી અને મોટી કોઇલનો ઉપયોગ તાપમાનની વિવિધતા અને સ્પંદનો પ્રત્યે વધુ સંવેદનશીલતાના ભોગે સંવેદનશીલતામાં વધારો કરે છે. શૂન્ય-ક્ષેત્ર સેગનેક ઇન્ટરફેરોમીટર અને ગુરુત્વાકર્ષણીય તરંગ શોધ સેગનેક ટોપોલોજીનું વર્ણન વાસ્તવમાં સૌપ્રથમ 1886માં માઇકલસન દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું, જેમણે ફિઝો પ્રયોગના પુનરાવર્તનમાં આ ઇન્ટરફેરોમીટરના સમ-પ્રતિબિંબ પ્રકારનો ઉપયોગ કર્યો હતો. માઈકલસને ઇન્ટરફેરોમીટરના આ સ્વરૂપ દ્વારા ઉત્પન્ન થતી કિનારીઓની આત્યંતિક સ્થિરતાની નોંધ લીધીઃ અરીસાઓની ગોઠવણી પર તરત જ સફેદ-પ્રકાશની કિનારીઓ જોવા મળી હતી. દ્વિ-માર્ગ ઇન્ટરફેરોમીટરમાં, સફેદ-પ્રકાશની કિનારીઓ મેળવવી મુશ્કેલ છે કારણ કે બે માર્ગની લંબાઈ બે માઇક્રોમીટર (સફેદ પ્રકાશની સુસંગતતા લંબાઈ) ની અંદર મેળ ખાતી હોવી જોઈએ. જો કે, કોમન-પાથ ઇન્ટરફેરોમીટર હોવાથી, સેગનેક રૂપરેખાંકન સ્વાભાવિક રીતે બે પાથની લંબાઈ સાથે મેળ ખાય છે. તેવી જ રીતે માઇકલસને અવલોકન કર્યું હતું કે ઓપ્ટિકલ પાથની નીચે લાઇટેડ મેચ રાખતી વખતે પણ ફ્રિન્જ પેટર્ન સ્થિર રહેશે; મોટાભાગના ઇન્ટરફેરોમીટર્સમાં મેચની ઉપરની ગરમ હવામાંથી રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સના વધઘટને કારણે ફ્રિન્જિસ જંગલી રીતે બદલાશે. સેગનેક ઇન્ટરફેરોમીટર અરીસાઓ અથવા બીમ-સ્પ્લિટરના વિસ્થાપન માટે લગભગ સંપૂર્ણપણે અસંવેદનશીલ હોય છે. સેગનેક ટોપોલોજીની આ લાક્ષણિકતા અપવાદરૂપે ઉચ્ચ સ્થિરતાની જરૂર હોય તેવી એપ્લિકેશનોમાં તેમના ઉપયોગ તરફ દોરી ગઈ છે. પરિભ્રમણને કારણે સેગનેક ઇન્ટરફેરોમીટરમાં ફ્રિન્જ શિફ્ટ પ્રકાશ માર્ગના બંધ વિસ્તારના પ્રમાણમાં હોય છે, અને આ વિસ્તાર પરિભ્રમણની ધરીના સંબંધમાં સ્પષ્ટ થવો આવશ્યક છે. આમ જ્યારે લૂપને વિરુદ્ધ દિશામાં (ઘડિયાળની દિશામાં અથવા ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં) વીંટાળવામાં આવે છે ત્યારે લૂપના વિસ્તારની નિશાની ઉલટાવી દેવામાં આવે છે. એક પ્રકાશ માર્ગ કે જેમાં બંને દિશામાં લૂપ્સનો સમાવેશ થાય છે, તેથી, ઘડિયાળની દિશામાં અને ઘડિયાળની વિરુદ્ધ દિશામાં લૂપ્સના વિસ્તારો વચ્ચેના તફાવત દ્વારા ચોખ્ખો વિસ્તાર આપવામાં આવે છે. બે સમાન પરંતુ વિરુદ્ધ લૂપ્સના વિશેષ કેસને શૂન્ય-ક્ષેત્ર સેગનેક ઇન્ટરફેરોમીટર કહેવામાં આવે છે. પરિણામ એક ઇન્ટરફેરોમીટર છે જે પરિભ્રમણ પ્રત્યે અસંવેદનશીલ હોવા છતાં સેગનેક ટોપોલોજીની સ્થિરતા દર્શાવે છે. લેસર ઇન્ટરફેરોમીટર ગ્રેવિટેશનલ-વેવ ઓબ્ઝર્વેટરી (એલ. આઈ. જી. ઓ.) માં બે 4-કિમીના માઇકલસન-ફેબ્રી-પેરોટ ઇન્ટરફેરોમીટરનો સમાવેશ થતો હતો અને તે બીમ સ્પ્લિટર પર લગભગ 100 વોટની લેસર પાવરના પાવર લેવલ પર કાર્યરત હતું. એડવાન્સ્ડ લિગોમાં અપગ્રેડ કર્યા પછી કેટલાક કિલોવોટ લેસર પાવરની જરૂર પડે છે. એડવાન્સ્ડ લિગોથી આગળ ત્રીજી પેઢીના ઉન્નતીકરણો માટે વિવિધ સ્પર્ધાત્મક ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમોનું સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે. આ સ્પર્ધાત્મક દરખાસ્તોમાંથી એક ઝીરો-એરિયા સેગનેક ડિઝાઇન પર આધારિત છે. એક જ વિસ્તારના બે લૂપ્સ ધરાવતા પ્રકાશ માર્ગ સાથે, પરંતુ વિરુદ્ધ દિશામાં, શૂન્યનો અસરકારક વિસ્તાર પ્રાપ્ત થાય છે આમ તેના સામાન્ય અર્થમાં સેગનેક અસરને રદ કરે છે. જો કે ઓછી આવર્તન મિરર ડ્રિફ્ટ, લેસર આવર્તનની વિવિધતા, હથિયારો વચ્ચે પ્રતિબિંબીત અસંતુલન અને ઉષ્મીય પ્રેરિત બાયરેફ્રિન્જન્સ પ્રત્યે અસંવેદનશીલ હોવા છતાં, આ રૂપરેખાંકન ખગોળશાસ્ત્રીય રસની આવૃત્તિઓ પર ગુરુત્વાકર્ષણીય તરંગો પસાર કરવા માટે સંવેદનશીલ છે. જો કે, ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની પસંદગીમાં ઘણી વિચારણાઓ સામેલ છે, અને અમુક ક્ષેત્રોમાં શૂન્ય-ક્ષેત્ર સાગનેકની શ્રેષ્ઠતા હોવા છતાં, ત્રીજી પેઢીના LIGO માટે ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમની હજી સુધી કોઈ સર્વસંમતિ પસંદગી નથી. બોર્ન કોઓર્ડિનેટ્સ ફાઇબર ઓપ્ટિક જાઇરોસ્કોપ રીંગ લેસર જાઇરોસ્કોપ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ ગણિત પૃષ્ઠોઃ મૂળભૂત ભૌતિકશાસ્ત્ર અને ભૂભૌતિકશાસ્ત્રના સેગનેક ઇફેક્ટ રીંગ-લેસર પરીક્ષણો (જી. ઇ. સ્ટેડમેન દ્વારા વિસ્તૃત સમીક્ષા) પણ જુઓ. પીડીએફ-ફાઇલ, 1.5 એમબી) ભૌતિકશાસ્ત્ર પ્રયોગો સાપેક્ષતાના પરિભ્રમણનો ઇન્ટરફેરોમેટ્રી સિદ્ધાંત