Kwantowy akcelerometr zastąpi GPS?
System GPS wykorzystujący satelity do ustalania naszej pozycji odmienił świat, jednak daleko mu do doskonałości - działa on tylko tam gdzie sygnał z tych satelitów jest w stanie dotrzeć. Jednak już niedługo na rynek trafić może rozwiązanie zupełnie nowe, bazujący na fizyce kwantowej.
System GPS wykorzystujący satelity do ustalania naszej pozycji odmienił świat, jednak daleko mu do doskonałości - działa on tylko tam gdzie sygnał z tych satelitów jest w stanie dotrzeć. Jednak już niedługo na rynek trafić może rozwiązanie zupełnie nowe, bazujący na fizyce kwantowej.
Taki kwantowy system pozycjonowania trafić ma za dwa lata tam, gdzie jest najbardziej potrzebny - na pokład łodzi podwodnej brytyjskiej marynarki wojennej. Obecnie okręty podwodne do nawigacji używają GPS-a, lecz gdy zanurzą się i sygnał zostanie utracony korzystają one z akcelerometrów rejestrujących każdy zakręt i zmianę prędkości, jednak nie jest to rozwiązanie zbyt dokładne - margines błędu średnio wynosi około jednego kilometra - a każde wynurzenie aby wystawić antenę ponad wodę uniemożliwia prowadzenie tajnych misji.
Kwantowy akcelerometr ma zmniejszyć ten margines do jednego metra, ale jego stworzenie nie jest niczym łatwym. W jego wnętrzu schwytane przy pomocy lasera, umieszczone w próżni atomy rubidu schładzane są niema do zera bezwzględnego osiągając w ten sposób kwantowy stan, które może zostać łatwo zburzony przez zewnętrzną siłę. Z pomocą drugiego lasera można śledzić zmiany w nich zachodzące i w ten sposób bardzo dokładnie obliczać siłę, która wywołała taki efekt.
Prototyp urządzenia ma około metra długości i formę metalowego pudełka, a do tego operuje on zaledwie wzdłuż jednej z osi, jednak z czasem ma on zostać dopracowany tak aby wykrywać jednocześnie ruch w trzech wymiarach (co będzie wymagało zastosowania trzech laserów), a także ma on ulec znacznej miniaturyzacji.
Do rozwiązania został jeszcze jeden problem - urządzenie jest aż zbyt dokładne wykrywając także najdrobniejsze zawirowania grawitacji - na przykład takie, które mogą się pojawić gdy łódź będzie przepływać nad górą na dnie morskim.
W przyszłości, zminiaturyzowany już kwantowy akcelerometr może znaleźć się także na pokładzie nowoczesnych rakiet lub torped, które dzięki niemu będą w stanie ustalić swoje położenie z dokładnością do centymetra. A kilka lat później - jak to bywa z wojskowymi technologiami - pewnie dotrze on na pokład samochodów czy smartfonów.
Źródło:
