قطب نمای زیرزمینی جایگزین ماهواره های جی پی اس می شود

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، محققان مرکز ماده سرد در امپریال کالج لندن مشغول انتقال برخی تجهیزات خاص به زیر زمین لندن هستند. این تجهیزات شامل لیزرها، اتم های روبیدیم و یک اتاقک خلا است که برای ساخت و آزمایش یک قطب نمای کوانتومی در سرویس قطار این شهر به کار می روند.

سیستم ناوبری ماهواره ای جهانی(GNSS) یک ابزار حیاتی در صنعت حمل ونقل امروزی است. این سیستم هنگام حرکت در جاده، دریا یا هوا به تعیین مکان دقیق وسیله نقلیه و محاسبه زمان رسیدن به مقصد کمک می کند که یک ویژگی حیاتی برای حفظ زنجیره ذخایر است.

با این وجود کل سیستم ناوبری در معرض پارازیت دشمنان و همچنین آب و هوای بد قرار دارد. حتی اگر قرار باشد این سرویس در مناطق شهری با ساختمان های بلند و سازه های دیگر ارتقا دهد، این دمت فقط برای برخی از حالات حمل ونقل زیر زمینی یا داخل آب فعال می شود.

در همین راستا محققان امپریال کالج لندن مشغول توسعه یک قطب نمای کوانتومی هستند که با اتکا به رفتار مواد ریزتر از اتم مکان دقیق یک شی را با دقت تعیین می کند.

چنین سیستمی نیاز به ماهواره ندارد و می تواند به طور موثر زیر زمین و زیر آب کار کند. جالب آنکه محققان مجبور نیستند یک دستگاه کاملا نوین برای دستیابی به این امر ابداع کنند، بلکه آنها با حسگر سرعت سنجی کار می کنند که در تمام موبایل ها وجود دارد.

حتی اگر قرار باشد سرویس های شهری که مملو از ساختمان های بلند و سازه های دیگر هستند، ارتقا یابند، سرویس مذکور فقط برای برخی از روش های حمل ونقل کارآمد خواهد بود که زیر زمین یا داخل آب کار می کنند.

این حسگر می تواند میزان تغییر سرعت شی طی زمان را محاسبه کند. محققان با کمک این اطلاعات و همچنین داده های نقطه شروع حرکت شی، موقعیت دقیق آن را در هر زمان تعیین کنند.

تنها چالش این ایده آن است که سرعت سنج موبایل طی بازه های طولانی دقیق عمل نمی کند، بنابراین محققان باید با کمک مکانیک کوانتوم یک نسخه دقیق تر می ساختند.

هنگامیکه اتم ها به شدت خنک می شوند، مانند موج عمل می کنند. فیزیکدانان با استفاده از اطلاعات مربوط به حرکت آنها می توانند تغییرات در موقعیت دستگاه را اندازه گیری کنند.

در همین راستا پژوهشگران از اتم های روبیدیم 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. محققان برای آزمایش این تجهیزات مشغول فعالیت در زیر زمین لندن هستند. از این تجهیزات برای ساخت یک دستگاه جداگانه استفاده شده که قادر به اندازه گیری سرعت دقیق قطار و مکان آن است.

آزمایش ها زیر زمین و روی قطارهای آزمایشی انجام شده اند و اگر موفقیت آمیز باشند، از آنها برای ردیابی 540 قطاری استفاده می شود که زیر زمین در ساعات اوج فعالیت و ترافیک لندن کار می کنند.