a londra si testa una BUSSOLA QUANTISTICA ALTERNATIVA AL GPS
Nella metropolitana di Londra si stanno svolgendo test per una bussola quantistica che potrebbe sostituire il GPS e permettere di navigare senza dipendere da segnale esterno
Gli scienziati dell’Imperial College di Londra stanno sviluppando una bussola quantistica che può individuare posizioni senza fare affidamento su segnali esterni come il GPS. Questo dispositivo utilizza la meccanica quantistica e atomi ultra-freddi per ottenere un’alta precisione, rendendolo potenzialmente efficace in ambienti come il sottosuolo o sott’acqua dove il GPS tradizionale non funziona.
Contesto
Il GPS – o, più correttamente, il Sistema Globale di Navigazione Satellitare (GNSS) – è uno strumento fondamentale per l’industria dei trasporti. Che si viaggi su strada, mare o aria, i sistemi di navigazione aiutano a determinare la posizione esatta dei veicoli e a calcolare il tempo di arrivo a destinazione, una caratteristica cruciale per mantenere le catene di approvvigionamento.
Ma i dispositivi GNSS sono vulnerabili al maltempo e alle interferenze, non funzionano sott’acqua o nel sottosuolo, e i loro segnali sono spesso bloccati da edifici alti e altri ostacoli.
La soluzione quantistica
L’idea di una bussola quantistica è di aggirare o potenziare i metodi attuali per individuare le posizioni di aerei, auto e altri oggetti. L’obiettivo del progetto dell’Imperial College – sostenuto dal Fondo per le Missioni Tecnologiche di UK Research and Innovation e dal Programma Nazionale Britannico per le Tecnologie Quantistiche – è creare un dispositivo che non solo sia accurato nel fissare la sua posizione, ma che non dipenda nemmeno dalla ricezione di segnali esterni.
I protagonisti: accelerometro, rubidio e laser
Al cuore della bussola quantistica – che potrebbe essere pronta per un uso diffuso tra qualche anno – c’è un dispositivo noto come accelerometro che può misurare come cambia la velocità di un oggetto nel tempo. Questa informazione, combinata con il punto di partenza dell’oggetto, permette di calcolare le sue posizioni future.
I telefoni cellulari e i laptop possiedono accelerometri, ma queste versioni non possono mantenere la loro precisione per lunghi periodi. Tuttavia, la meccanica quantistica offre agli scienziati un modo per fornire nuova precisione e accuratezza misurando le proprietà di atomi ultra-freddi. A temperature estremamente basse, gli atomi si comportano in modo “quantistico”. Agiscono come materia e come onde. “Quando gli atomi sono ultra-freddi, possiamo usare la meccanica quantistica per descrivere come si muovono, e questo ci permette di fare misurazioni accurate che ci dicono come il nostro dispositivo sta cambiando la sua posizione”, hanno detto i ricercatori.
I ricercatori stanno utilizzando atomi di rubidio nel loro setup e una serie di laser per raffreddarli a temperature appena sopra lo zero assoluto. L’intero assemblaggio è all’interno di una camera a vuoto, e sono stati ottenuti risultati promettenti quando il sistema è stato testato in condizioni di laboratorio.
I test nella metropolitana di Londra
Per testarlo nel mondo reale, i ricercatori hanno iniziato a lavorare nella metropolitana di Londra, dove i componenti sono stati utilizzati per realizzare un dispositivo autonomo che può misurare accuratamente la velocità del treno e usarla per determinare la sua posizione.
La metropolitana di Londra è il luogo ideale per i test, hanno scoperto i ricercatori. “Stiamo sviluppando nuovi sensori molto precisi utilizzando la meccanica quantistica, e questi stanno mostrando grandi promesse in laboratorio”, ha dichiarato uno di loro all’Observer quando sono iniziati i test, lo scorso giugno. “Tuttavia, sono meno precisi in situazioni reali. Ecco perché stiamo portando la nostra attrezzatura nella metropolitana di Londra. È il posto perfetto per verificare le imperfezioni del sistema e far funzionare la nostra attrezzatura nella vita reale.”
Questo esperimento è utile poiché replica uno scenario reale di utilizzo del sensore nel sottosuolo; risparmierà anche al servizio di trasporto pubblico il fastidio di lavorare sulle centinaia di miglia di cavi attualmente installati per tenere traccia dei treni che circolano lungo le sue linee.
Al momento, gli esperimenti vengono condotti sui treni di prova per il tracciamento della metropolitana e non sui servizi per i pendolari. Tuttavia, se le prove avranno successo, potrebbero un giorno essere utilizzate sul servizio per mappare il lavoro dei 540 treni che sfrecciano nel sottosuolo nelle ore di punta nella capitale britannica.
fonti: Guardian I Slashdot I Interesting Engineering
immagine di copertina: ICL
autrice Barbara Marcotulli
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