19 подписчиков
Атомы вместо GPS 🗺
Учёные из Института информационных наук Университета Южной Калифорнии (USC Information Sciences Institute) работают над созданием квантовых навигаторов. Такие системы должны сочетать в себе независимость от спутникового сигнала и долговременную работу. Прям как устройство физиков из сериала «Теория большого взрыва». Но реально.
Системы спутникового позиционирования легко заглушить, и пользователь может потерять сигнал даже в мирной ситуации – например, в тоннеле. Альтернативные системы из гироскопов и акселерометров могут работать без спутников, но постепенно «сбиваются» из-за трения и других эффектов. Кроме того, они достаточно громоздки – поэтому в смартфоны и не вставляют механические гироскопы.
Учёные всего мира сейчас работают над квантовыми навигаторами, которые могут работать без движущихся частей, а ускорения тела и его повороты измеряют с помощью квантовых эффектов. Теоретически такие системы могут быть совсем крошечными и долго работать без связи со спутниками, так как отсчитывают свой путь от начальной точки маршрута. Однако практически все они экспериментальные и требуют громоздкой измерительной аппаратуры, которая лишает все подходы коммерческой ценности.
Учёные из Университета Южной Калифорнии предложили, кажется, самое компактное решение – использовать в качестве акселерометров атомы. В экспериментальный объект добавляется контейнер с газом, через который пропускается лазерное излучение. Ускорение воздействует на атомы газа, это изменение можно считать по интерференционной картине лазера, проходящего через газ. Такое решение может быть достаточно компактным, не будет зависеть от спутников и довольно долго не будет сбиваться.
Звучит просто, но пока учёным не удаётся добиться нужной комбинации точности, компактности устройства и долговременности работы. А ведь квантовая навигация пригодилась бы не только военным, но и в гражданской авиации, мореходстве, и в смартфонах не пришлось бы ждать связи со спутниками.
Так что квантовые эффекты – это тема не только физических экспериментов, но и вполне массовой продукции.
1 минута
17 июля 2024