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.

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: