Создаден првиот вселенски квантен сензор кој ја мери гравитацијата
Истражувачите од лабораторијата ЈПЛ на НАСА, во Јужна Калифорнија, приватни компании и академски институции го развиваат првиот вселенски квантен сензор за мерење на гравитацијата.
Помогната од Канцеларијата за наука на Земјата на НАСА (ЕСТО), оваа мисија ќе го означи првото квантно откривање и патот за револуционерни набљудувања на сè - од резервите на нафта до глобалните снабдувања со свежа вода.
Гравитационото поле на Земјата е динамично, се менува секој ден бидејќи геолошките процеси ја прераспределуваат масата низ површината на нашата планета. Колку е поголема масата, толку е поголема тежината.
Ние не би ги забележале овие суптилни промени во гравитацијата во текот на денот, но со чувствителни алатки наречени гравитациски градиометри научниците можат да ги мапираат нијансите на полето за гравитација на Земјата и да ги поврзат со подземни карактеристики, како што се водоносници и минерални наоѓалишта. Овие гравитациони карти се од суштинско значење за навигација, управување со ресурси и национална безбедност.
- Можевме да ја утврдиме масата на Хималаите со употреба на атоми - рекол Џејсон Хион, главниот технолог за науката за Земјата во ЈПЛ и директорот на Центарот за иновации во квантниот простор на ЈПЛ.
Хион и колегите ги изложиле концептите на нивниот инструмент во неодамнешната работа во списанието „ЕПЈ квантна технологија“.
Гравитациските градиометри следат колку брзо предметот паѓа на една локација, во споредба со објектот кој паѓа на мало растојание. Разликата во забрзувањето помеѓу овие две слободни објекта во паѓање, познати и како испитни маси, одговара на разликите во гравитационата моќ. Испитните маси паѓаат побрзо таму каде што гравитацијата е посилна.
Инструментот ќе има околу 0,25 кубни метри волумен и ќе тежи околу 125 килограми
Инструментот ќе користи две облака на ултрастудени атоми како испитни маси. Изладени на температура приближна на апсолутна нула, честичките во овие облаци дејствуваат како бранови. Квантната гравитациска конструкција ќе ја мери разликата во забрзувањето помеѓу овие бранови на материјата за да се лоцираат гравитационите аномалии.
- Користењето на ултраладни атоми како испитни маси е идеално за да се обезбеди точност на мерењата на гравитацијата во просторот, во текот на долгите временски периоди. Со атомите можам да гарантирам дека секое мерење ќе биде исто. Ние сме помалку чувствителни на ефектите од животната средина - објаснил Шенг-Веј Чиоу, експериментален физичар во ЈПЛ.
Употребата на атоми како испитна маса, исто така, овозможува гравитацијата да се измери со компактен инструмент во едно вселенско летало. Инструментот ќе има околу 0,25 кубни метри волумен и ќе тежи околу 125 килограми, помал и полесен од традиционалните вселенски гравитациони инструменти.
Квантните сензори имаат потенцијал за зголемена чувствителност. Според некои процени, инструмент со квантна гравитациска конструкција на научно ниво може да биде дури и десет пати почувствителен на мерење на гравитацијата отколку класичните сензори.
Главната цел на оваа мисија за проверка на технологијата, која треба да биде лансирана на крајот на деценијата, ќе биде тестирање на колекција на нови технологии, за манипулирање со интеракциите помеѓу светлината и материјата на атомско ниво.
- Сè уште никој не се обиде да лета со еден од овие инструменти. Мораме да летаме со него за да можеме да разбереме колку добро ќе работи, и ова не само што ќе ни овозможи да ја подобриме квантната гравитациска конструкција, туку и општо квантната технологија - вели Бен Стреј од ЈПЛ.
Иновациите постигнати за време на оваа мисија би можеле да ја подобрат нашата способност да ја проучуваме Земјата и нашата способност да ги разбереме далечните планети и улогата на гравитацијата во формирањето на универзумот.
Извор: vidi.hr
Фото: Freepik