قطب‌نمای زیرزمینی جایگزین ماهواره‌های GPS می‌شود

0 39

محققان، مشغول ساخت و آزمایش یک قطب‌نمای کوانتومی برای ردیابی قطارهای زیر زمین لندن هستند که جایگزین سامانه ردیابی با ماهواره‌ها می‌شود. آن‌ها مشغول انتقال برخی تجهیزات خاص شامل لیزرها، اتم‌های روبیدیم و یک اتاقک خلا به زیر زمین لندن هستند؛ از این تجهیزات برای ساخت یک دستگاه جداگانه استفاده شده که قادر به اندازه‌گیری سرعت دقیق قطار و مکان آن است.

مقایسه سامانه ناوبری ماهواره‌ای با قطب‌نمای زیرزمینی

سامانه ناوبری ماهواره‌ای جهانی (GNSS)، یک ابزار حیاتی در صنعت حمل و نقل امروزی است که هنگام حرکت در جاده، دریا یا هوا با تعیین مکان دقیق وسیله نقلیه و محاسبه زمان رسیدن به مقصد به حفظ زنجیره ذخایر کمک می‌کند.

سامانه موقعیت یاب جهانی
سامانه موقعیت‌یاب جهانی ماهواره‌ای

با این وجود، کل سامانه ناوبری در معرض پارازیت دشمنان و همچنین آب و هوای بد قرار دارد؛ حتی اگر قرار باشد این سرویس در مناطق شهری با ساختمان‌های بلند و سازه‌های دیگر ارتقا یابد، این دمت فقط برای برخی از حالات حمل و نقل زیرزمینی یا داخل آب فعال می‌شود.

در همین راستا، محققان دانشگاه امپریال کالج لندن (Imperial College London)، مشغول توسعه یک قطب‌نمای کوانتومی هستند که با اتکا به رفتار مواد ریزتر از اتم مکان دقیق یک شی را با دقت تعیین می‌کند؛ چنین سامانه‌ای نیاز به ماهواره ندارد و می‌تواند به طور موثر زیر زمین و زیر آب کار کند.

جالب آن که محققان مجبور نیستند یک دستگاه کاملا نوین برای دستیابی به این امر ابداع کنند؛ بلکه آن‌ها با حسگر سرعت‌سنجی کار می‌کنند که در تمام موبایل‌ها وجود دارد؛ این حسگر می‌تواند میزان تغییر سرعت شی طی زمان را محاسبه کند. محققان با کمک این اطلاعات و همچنین داده‌های نقطه شروع حرکت شی، می‌توانند موقعیت دقیق آن را در هر زمان تعیین کنند.

تنها چالش این ایده آن است که سرعت‌سنج موبایل طی بازه‌های طولانی دقیق عمل نمی‌کند؛ بنابراین محققان باید با کمک مکانیک کوانتوم یک نسخه دقیق‌تر می‌ساختند. هنگامی که اتم‌ها به شدت خنک می‌شوند، مانند موج عمل می‌کنند. فیزیکدانان با استفاده از اطلاعات مربوط به حرکت آن‌ها می‌توانند تغییرات در موقعیت دستگاه را اندازه‌گیری کنند.

در همین راستا پژوهشگران، از اتم‌های روبیدیم (Rubidium) در تنظیمات خود و همچنین طیفی از لیزرها برای خنک کردن آن‌ها تا دمای صفر استفاده کردند. کل این تنظیمات داخل اتاقک خلا قرار گرفت و نتایج به دست آمده با شرایط آزمایشگاهی نیز مطابقت داشت.

آزمایش‌ها زیر زمین و روی قطارهای آزمایشی انجام شده‌؛ اگر موفقیت‌آمیز باشند، از آن‌ها برای ردیابی ۵۴۰ قطاری استفاده می‌شود که زیر زمین در ساعات اوج فعالیت و ترافیک لندن کار می‌کنند.

منبع mehrnews
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=80363
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها