Κβαντικοί αισθητήρες αλλάζουν τον τρόπο εντοπισμού των υποβρυχίων

Πολλοί αναζητούν νέους τρόπους εντοπισμού υποβρυχίων, καθώς οι παραδοσιακές μέθοδοι, όπως το σόναρ και η οπτική παρατήρηση, δεν αρκούν πάντα απέναντι στα σύγχρονα αθόρυβα σκάφη.

Η νέα κατεύθυνση έρχεται από την κβαντική φυσική, με αισθητήρες που μπορούν να εντοπίζουν εξαιρετικά μικρές μεταβολές στο μαγνητικό πεδίο ή στη βαρύτητα της Γης. Η τεχνολογία αυτή δεν κάνει τα υποβρύχια άχρηστα, αλλά μπορεί να αλλάξει σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο κινούνται και κρύβονται κάτω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Γιατί το σόναρ δεν είναι πάντα αρκετό

Τα υποβρύχια έχουν σχεδιαστεί για να κινούνται αθόρυβα και να παραμένουν αόρατα. Η οπτική ανίχνευση είναι δύσκολη, καθώς ένα υποβρύχιο μπορεί να κινείται σε μεγάλο βάθος, μακριά από την επιφάνεια.

Το σόναρ, είτε ενεργό είτε παθητικό, παραμένει βασικό εργαλείο εντοπισμού, αλλά έχει περιορισμούς. Τα σύγχρονα υποβρύχια μπορούν να μειώνουν τον θόρυβό τους, να κινούνται πιο αργά και να χρησιμοποιούν υλικά που απορροφούν ή περιορίζουν την αντανάκλαση των ηχητικών κυμάτων.

Τι φέρνει η κβαντική ανίχνευση

Η κβαντική ανίχνευση δεν βασίζεται στον ήχο. Αντίθετα, προσπαθεί να εντοπίσει τις μικρές ανωμαλίες που δημιουργεί ένα μεγάλο μεταλλικό αντικείμενο, όπως ένα υποβρύχιο, στο μαγνητικό πεδίο ή στη βαρύτητα της Γης.

Αυτό σημαίνει ότι ένα υποβρύχιο μπορεί να εντοπιστεί όχι επειδή κάνει θόρυβο, αλλά επειδή η ίδια η παρουσία του διαταράσσει ελάχιστα το φυσικό περιβάλλον γύρω του.

Κβαντικά μαγνητόμετρα και SQUID

Δύο από τις βασικές τεχνολογίες που εξετάζονται είναι τα κβαντικά μαγνητόμετρα και οι συσκευές υπεραγωγικής κβαντικής παρεμβολής, γνωστές ως SQUID.

Τα κβαντικά μαγνητόμετρα χρησιμοποιούν άτομα που λειτουργούν σαν εξαιρετικά ευαίσθητες μικροσκοπικές πυξίδες. Όταν ένα μαγνητικό πεδίο επηρεάζει αυτά τα άτομα, η μεταβολή μπορεί να μετρηθεί με λέιζερ με τεράστια ακρίβεια.

Οι SQUID λειτουργούν διαφορετικά. Χρησιμοποιούν υπερψυχμένους αγώγιμους βρόχους, οι οποίοι μπορούν να ανιχνεύσουν ακόμη και πολύ αδύναμες μαγνητικές μεταβολές. Αυτό τις κάνει ιδιαίτερα χρήσιμες για τον εντοπισμό «μαγνητικών ψιθύρων» που θα μπορούσαν να προέρχονται από ένα κρυμμένο υποβρύχιο.

Ανίχνευση και μέσω βαρύτητας

Μια ακόμη προσέγγιση είναι τα κβαντικά βαρυόμετρα. Αυτά μπορούν να μετρούν πολύ μικρές αλλαγές στη βαρύτητα, χρησιμοποιώντας υπερψυχρά άτομα σε συνθήκες κενού.

Η λογική είναι ότι ένα υποβρύχιο, καθώς κινείται στο νερό, μετατοπίζει μάζα και μπορεί να δημιουργήσει μια μικρή βαρυτική ανωμαλία. Θεωρητικά, ένας αρκετά ευαίσθητος αισθητήρας θα μπορούσε να εντοπίσει αυτή την αλλαγή.

Παρόμοιες τεχνολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για τον εντοπισμό υπόγειων σηράγγων ή άλλων κρυμμένων μαζών.

Η Κίνα δοκιμάζει αισθητήρες σε drones

Σύμφωνα με τις αναφορές, Κινέζοι ερευνητές έχουν σημειώσει πρόοδο με κβαντικούς αισθητήρες τοποθετημένους σε drones. Ο στόχος είναι να ξεπεραστούν αδυναμίες των παραδοσιακών μαγνητικών μεθόδων εντοπισμού, ειδικά σε περιοχές όπως η Θάλασσα της Νότιας Κίνας.

Σε ορισμένα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη, το μαγνητικό πεδίο της Γης μπορεί να δημιουργεί δυσκολίες στην ανίχνευση, επειδή εκτείνεται σχεδόν παράλληλα με την επιφάνεια. Αυτό μπορεί να δημιουργεί «τυφλά σημεία» για τους συμβατικούς αισθητήρες.

Το κινεζικό σύστημα βασίζεται σε ατομικό μαγνητόμετρο τύπου CPT και χρησιμοποιεί άτομα ρουβιδίου για να εντοπίζει διαταραχές στο μαγνητικό πεδίο.

The post Κβαντικοί αισθητήρες αλλάζουν τον τρόπο εντοπισμού των υποβρυχίων appeared first on Techmaniacs.

Ακούστε Greca 99,4

Διαβάστε Περισσότερα