سفينة تجريبية تابعة للبحرية الملكية تنفذ أول تجربة لنظام الملاحة الكمومية | أخبار العلوم والتكنولوجيا

نفذت البحرية الملكية أول تجربة لنظام ملاحة كمي يمكن أن يسمح للسفينة بمعرفة موقعها الدقيق في أي مكان في العالم دون استخدام GPS.

التكنولوجيا ، التي طورها الفيزيائيون في إمبريال كوليدج في لندن ، تستغل الخصائص الكمومية للذرات لقياس حركة الجسم بدقة أكبر من الوسائل التقليدية.

يمكن للسفينة المجهزة بالتكنولوجيا أن تتنقل بشكل أكثر دقة من الرسم البياني والبوصلة وبدون الملاحة القائمة على الأقمار الصناعية التي يعتمد عليها العالم الآن.

قال العقيد توم رايان ، رئيس البحرية إكس ، قسم الأبحاث في البحرية الملكية: “في بعض الأحيان يمكن التدخل في ذلك أو في بعض الأحيان لا يعمل”.

“لذا فإن القدرة على الحصول على طريقة جديدة ومبتكرة لتخطيط موقعك بدقة ودقة شديدة أمر أساسي للطريقة التي تمارس بها البحرية الملكية والجيش أعمالهم.”

البحرية الملكية لن يتم الاعتماد على كيفية استخدام التكنولوجيا بالضبط.

لكن حقيقة أن الغواصات لا يمكنها استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أثناء الغمر ، وأن البحرية لا تميل إلى التعليق على أي تقنية مستخدمة في الغواصات ، قد يكون دليلًا.

نحن نقف على جسر XV Patrick Blackett ، السفينة التجريبية الجديدة التابعة للبحرية.

السفينة أنيقة ، مع نوافذ مظللة ، وهيكل أسود لامع وطائرة بدون طيار من ألياف الكربون تبدو خطيرة على سطحها – إنها جيمس بوند للغاية.

ومع ذلك ، فإن مقياس التسارع الكمي الذي يختبره لا يمكن أن يكون أقل من ذلك.

جلس في حاوية شحن وأمسكه سريعًا بأحزمة الشحن عبارة عن صندوق أبيض بحجم الثلاجة تقريبًا ، متصل بأجهزة الكمبيوتر.

قال الدكتور جو كوتر ، من إمبريال كوليدج ، الذي ساعد في تطويرها: “هذه بيئة غريبة جدًا لأحد هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار”.

“أحد التحديات الكبيرة هو جعلها تعمل في العالم الحقيقي حيث تتحرك الأشياء ، والمجالات المغناطيسية تتغير.

“هناك الكثير من الاهتزازات التي نحتاج إلى إدارتها للحفاظ على هذا الشيء مستقرًا بما يكفي لنكون قادرين على العمل.”

محتويات الصندوق الأبيض سرية ، لذا للحصول على فكرة عن كيفية عمله ، قم بزيارة النموذج الأولي في مختبر بلاكيت التابع لكلية إمبريال كوليدج (تم تسميته ، حسب الصدفة ، على اسم نفس الرجل مثل السفينة – عالم فيزيائي سابق في البحرية والذي حصل على جائزة نوبل لاكتشافه الأشعة الكونية).

مقياس التسارع الكمومي – لإعطائه اسمه الصحيح – يتألف من كرة فولاذية مضغوطة مع قنوات وأسلاك مختلفة تخرج منه.

لكنها في الأساس حجرة لعقد وتبرد وقياس سحابة من حوالي مليار ذرة من الروبيديوم -87.

يستخدم الباحثون ضوء الليزر لاحتجاز الذرات.

عندما يكونون على بعد بضعة أجزاء من المليون من الدرجة فوق الصفر المطلق ، يبدأ سلوكهم الشبيه بالكم في الهيمنة: يبدأون في التصرف بشكل أقل مثل الجسيمات وأكثر مثل الموجة.

من خلال معالجة هذا السلوك وقياسه ، من الممكن قياس تأثير الجاذبية على نظامهم بدقة شديدة ، مما يسمح لهم بدوره بقياس سرعة واتجاه حركته.

اقرأ المزيد من سكاي نيوز:
رجل مشلول يمشي مرة أخرى بفضل “ الجسر الرقمي “
أنهى برانسون عمليات فيرجن أوربت بعد فشل مهمة المملكة المتحدة

قال الدكتور كوتر: “من خلال ترميز إشارات التسارع والدوران هذه في الحالات الداخلية للذرات ، فإنها ستحميها من العالم الحقيقي”.

“هذا يمكننا من تشغيلها لفترة أطول بكثير ، والتي ستمكنك في المستقبل من التنقل لفترة أطول بكثير دون الحاجة إلى إصلاح المرجع الخاص بك باستخدام بعض أنواع التكنولوجيا الأخرى.”

يقوم جهاز المعمل بقياس الموضع مرة واحدة في الثانية تقريبًا.

من خلال معرفة اتجاه السفر بمرور الوقت ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر أن تحافظ على فحص مستمر لموقع السفينة.

تم استخدام إصدارات أكثر فظاظة من هذا النهج ، والتي تسمى أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي ، في الصواريخ والمركبات الفضائية والغواصات.

يجب أن تسمح لهم تجربة البحرية بفهم ما إذا كان يمكن جعل النظام الكمي الهش قويًا بما يكفي للعمل عمليًا أثناء الحياة في البحر.