LIFESTYLE

Sistemul GPS va deveni istorie. Șoferii vor folosi busola cuantică. Cum funcționează

Sistemul GPS va deveni istorie. Șoferii vor folosi busola cuantică. Cum funcționează
Sursă foto: Pixabay

Busola cuantică e tot mai aproape de înlocuirea GPS-ului. Oamenii de știință au introdus pe un microcip un sistem laser cheie de mărimea unui frigider.

Șoferii vor folosi busola cuantică

Cercetătorii au făcut un pas crucial către realizarea unei „busole cuantice” portabile, care ar putea ajuta într-o zi oamenii să se orienteze fără Sistemul Global de Poziționare (GPS).

Oamenii de știință au miniaturizat cu succes un sistem laser care are de obicei dimensiunea unui frigider pentru a efectua o tehnică de detecție numită interferometrie atomică. Sistemul se potrivește acum pe un microcip de siliciu, a raportat echipa la 10 iulie în revista Science Advances.

„Cred că este foarte interesant. Facem o mulțime de progrese în miniaturizare pentru o mulțime de aplicații diferite””, a declarat într-o declarație autorul principal al studiului, Ashok Kodigala, cercetător în domeniul fotonicii siliciului la Sandia National Laboratory din Albuquerque.

La fel ca lumina, electronii se comportă uneori ca niște unde. Interferometria atomică profită de această proprietate pentru a măsura cu precizie accelerația, rotația și viteza unghiulară. Aceste variabile ar putea ajuta utilizatorii compaselor cuantice să își măsoare și să își urmărească propria poziție fără a utiliza GPS, care se bazează pe transmiterea continuă de semnale între dispozitive și sateliți, scrie Livescience.

Sursă foto: Craig Fritz, Sandia National Laboratories

Cum funcționează tehnologia

Spre deosebire de un laser, care emite un fascicul de lumină, un interferometru atomic emite un fascicul de atomi foarte reci și apoi utilizează lumina în loc de oglinzi pentru a manipula acest fascicul. Interferometrul măsoară diferența de fază – dacă vârfurile și depresiunile undelor se aliniază între ele – între atomi aflați pe traiectorii diferite.

Orice modificare a energiei pe cele două căi, cum ar fi un atom care primește energie în urma unei interacțiuni cu lumina, va deplasa atomii în și în afara fazei. Oamenii de știință pot folosi acest lucru pentru a măsura cât de repede accelerează atomii.

În mod normal, cele șase interferometre atomice necesare pentru realizarea unei busole cuantice ar umple o casă mică. Dar oamenii de știință au făcut o parte din sistem mai mic, profitând de circuitele integrate fotonice – o tehnologie laser miniaturală existentă – pentru a construi modulatoare minuscule care pot regla frecvența fasciculului pentru diferite funcții.

Modulatoarele vin însă cu propriile lor provocări. Acestea adaugă adesea „ecouri” de lumină, numite benzi laterale, care trebuie să fie suprimate pentru ca instrumentul să funcționeze corect. Prin reglarea atentă a frecvențelor radio care controlează modulatoarele, echipa a redus de 100 000 de ori intensitatea benzilor laterale nedorite.

„Am îmbunătățit drastic performanța în comparație cu ceea ce există până acum”, a afirmat Kodigala în declarație.

Cât mai avem de așteptat

În ciuda progreselor, micile busole cuantice nu sunt încă gata de comercializare. Oamenii de știință încă lucrează la miniaturizarea celorlalte componente și la integrarea lor într-un singur cip. Dar echipa a făcut deja progrese în micșorarea altor părți ale sistemului și în protejarea aparatului delicat împotriva vibrațiilor, șocurilor și radiațiilor.

În cele din urmă, busolele cuantice ar putea ajuta oamenii să navigheze în zone în care GPS-ul nu este disponibil sau în zone de conflict în care semnalele GPS sunt blocate. Tehnologia dezvoltată pentru susținerea busolelor ar putea fi utilizată și în alte sectoare, cum ar fi tehnologie și calculul cuantic.

„Sunt pasionat să văd aceste tehnologii transformate în aplicații reale”, a declarat Peter Schwindt, coautor al studiului și cercetător în domeniul senzorilor cuantici la Sandia.

Elena Șerban nu s-ar vedea făcând altceva decât presă. După ce a studiat Mass Media și Publicitate la SNSPA, a mers direct către televiziune în 2003. A fost, pe rând, reporter, redactor, productor ... vezi toate articolele