پیچ‌خوردگی نور به محققان این امکان را می‌دهد تا سرعت اشیاء چرخان را اندازه بگیرند. محققان با اندازه‌گیری تغییرات دوپلری در اندازه حرکت زاویه‌ای، موفق به این کار شدند. این اولین مدرک آزمایشگاهی است که اثر دوپلر چرخشی در آن ممکن شده است.

به کمک رهیافتی در فیزیک با قابلیت اندازه­گیری سرعت رانندگان، می‌توان میزان سرعت چرخش یک شیء را تعیین کرد. از این رهیافت می‌توان برای حفظ توربین‌های بادی از آسیب‌های ناشی از بادها، کسب اطلاعاتی از اشیاء اخترفیزیکی دور دست و نیز شناسایی تورنادو‌ها بهره برد.

هرکس افت وخیز ناشی از بَم بودن صدای آمبولانسی را که از کنارش عبور کرده شنیده باشد، در واقع اثر دوپلر را می‌شناسد. این اثر توضیح می‌دهد هنگامی که یک چشمه متحرک گسیلنده امواج نوری به یک ناظر نزدیک‌ می‌شود فرکانس امواج نور (یا به طور مشابه زیر و بَمی امواج صوتی) از دید ناظر بلندتر می‌شود و در مقابل زمانی که چشمه گسیلنده نور از ناظر دور می‌شود فرکانس از نگاه ناظر کوتاه می‌شود. امروزه افراد از اثر دوپلر برای رَدگیری حرکت قطرات باران، ماشین‌ها و حتی کهکشان‌ها استفاده می‌کنند.

مارتین لاوری (Martin Lavery) فیزیکدانی از دانشگاه Glasgow (اسکاتلند) و همکارانش تعمق کردند که می‌توانند سرعت چرخشی جسم چرخنده را به کمک اثر دوپلری اندازه بگیرند. برای این کار آن‌ها از این ایده استفاده کردند که چطور یک شیء‌ چرخنده تکانه زاویه‌ای مداری موج الکترومغناطیسی را تغییر می‌دهد. در باریکه‌های متمرکز از قبیل لیزرها  امواج متوالی نور مثل امواج اقیانوس (در ساحل) حرکت می‌کنند: مستقیم با بیشینه و کمینه‌های متناوب. اما اکثر امواج نور ناهماهنگ‌تر هستند: در واقع کسر زیادی از امواج در هم می‌پیچند.

گروه لاوری یک دیسک پلاستیکی را بوسیله یک فویل آلومینیومی روکش دادند و آن را به بالای یک موتور چرخنده آویزان کردند. سپس یک باریکه نور را به سمت دیسک فرستادند؛ امواج این باریکه نوری هم به صورت ساعتگرد و هم به صورت پادساعتگرد پیچ خورده بود.

هنگامی که این گروه نور پس زده شده از دیسک را اندازه گرفت، دریافتند که فرکانس امواجی که در جهت حرکت دیسک می‌چرخند بزرگتر شده بود. در مقابل فرکانس امواجی که خلاف جهت حرکت دیسک می‌چرخیدند کم‌تر شده بود. این تغییرات به محققان امکان داد تا تندی (اندازه سرعت) چرخش دیسک را اندازه بگیرند؛ این گروه در ۲ ام آگوست ۲۰۱۳ در Science گزارش می‌دهند.

بو تاید (Bo Thide) فیزیکدانی از مؤسسه فیزیک فضایی در آپسالا (سوئد) می‌گوید: این اولین مدرک آزمایشگاهی است که اثر دوپلر چرخشی ممکن شده است.

پس از این لاوری و گروهش آزمایش مشابهی با نور معمولی ترتیب دادند تا ثابت کنند حتی با امواج پیچ‌خورده در هر جهتی می‌توانند از مزیت تغییر دوپلری تکانه زاویه‌ای برای اندازه‌گیری تندی چرخش دیسک استفاده کنند.

مهندسان می‌توانند از این تکنیک برای حفظ توربین‌های بادی از آسیب‌های ناشی از جریانات هوای شدید استفاده کنند. لاوری تصور می‌کند که می‌توان سِنسوری را روی دماغک یک توربین تعبیه کرد تا گردبادهای خطرناک را شناسایی کند و توربین را خاموش کند.

تاید می‌گوید: رادارهای زیست محیطی می‌توانند از اثر دوپلر چرخشی برای شناسایی تورنادوها، قبل از رسیدن آن‌ها به زمین، استفاده کنند. دو سال پیش او تکنیک مشابهی برای شناسایی نرخ چرخشی سیاه‌چاله‌های ابر سنگین ارائه کرد (SN: 3/12/11, p. 14)؛ یکی از این سیاه‌چاله‌های ابر سنگین در دل کهکشان ما مخفی شده است. تاید ادامه می‌دهد: «این آزمایش به ما می‌گوید که باقیِ جهان می‌تواند به کمک این تکنیک مشخص شود».

منبع:  Doppler effect takes a spin