سفينة اختبار تابعة للبحرية الملكية تجري أول اختبار لنظام الملاحة الكمومية | أخبار العلوم والتكنولوجيا

ستمكن هذه التكنولوجيا السفن والغواصات من الإبحار في العالم بدقة أكبر من أي وقت مضى.

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

تستخدم التكنولوجيا ، التي طورها علماء الفيزياء في إمبريال كوليدج لندن ، الخصائص الكمومية للذرات لقياس حركة الجسم بدقة أكبر من الطرق التقليدية.

يمكن للسفينة المجهزة بالتكنولوجيا أن تتنقل بدقة أكبر بكثير مما يعتمد عليه العالم الآن بدون مخطط وبوصلة ونظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية.

قال الكابتن توم رايان ، رئيس البحرية X ، ذراع الأبحاث في البحرية الملكية: “في بعض الأحيان تتدخل أو لا تعمل في بعض الأحيان”.

“لذا فإن الطريقة الجديدة والمبتكرة لتخطيط موقعك بدقة ودقة شديدة أمر أساسي للطريقة التي تمارس بها البحرية الملكية والجيش أعمالهما.”

البحرية الملكية لم يتم تحديد كيفية استخدام التكنولوجيا بشكل جيد.

ولكن قد يكون أحد الأدلة هو أن الغواصات لا يمكنها استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أثناء الغمر ، ولا تعلق البحرية على أي من التقنيات المستخدمة في الغواصات.

نقف على جسر XV Patrick Blackett ، أحدث سفينة اختبار للبحرية.

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

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

صندوق أبيض بحجم الثلاجة متصل بأجهزة الكمبيوتر ، ويجلس في حاوية شحن ويتم تثبيته بسرعة باستخدام أحزمة الشحن.

قال الدكتور جو كوتر من إمبريال كوليدج ، الذي ساعد في تطويره: “إنها بيئة جذابة للغاية لأحد هذه الأنواع من أجهزة الاستشعار”.

“يتمثل أحد التحديات الكبيرة في جعلها تعمل في العالم الحقيقي حيث تتحرك الأشياء وتتغير المجالات المغناطيسية.

“هناك الكثير من الاهتزازات التي يتعين علينا أن نجعلها مستقرة بما يكفي للعمل.”

محتويات الصندوق الأبيض سرية ، لذا للحصول على فكرة عن كيفية عمله ، دعنا نزور النموذج الأولي في مختبر بلاكيت في إمبريال كوليدج (سمي على اسم نفس الشخص الذي كان على متن السفينة – عالم فيزياء بحرية سابق فاز بجائزة نوبل. لاكتشاف الأشعة الكونية ، كما هو الحال مع الصدفة).

يتكون مقياس التسارع الكمي – لإعطائه اسمه الصحيح – من كرة فولاذية منصهرة مع العديد من الأنابيب والأسلاك الخارجة منه.

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

يستخدم الباحثون ضوء الليزر لالتقاط الذرات.

عندما يكونون على بعد بضعة أجزاء من المليون من الدرجة فوق الصفر المطلق ، يبدأ سلوكهم الشبيه بالكم في السيطرة: يبدأون في التصرف مثل الجسيمات والأمواج.

من خلال معالجة وقياس هذا السلوك ، يمكن قياس تأثير الجاذبية على نظامهم بدقة متناهية ، مما يسمح لنا بقياس سرعة واتجاه حركته.

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

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

“إنها تمكنهم من العمل لفترات أطول من الوقت ، وهو ما سيسمح لك في المستقبل بالذهاب لفترة أطول دون الحاجة إلى ضبط إشاراتك باستخدام نوع آخر من التكنولوجيا.”

يقيس جهاز المعمل الموضع مرة واحدة في الثانية.

من خلال معرفة اتجاه السفر بمرور الوقت ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر التحقق باستمرار من موقع السفينة.

الإصدارات الأولية من هذا النهج في الصواريخ والمركبات الفضائية والغواصات تسمى أنظمة الملاحة السلبية.

يجب أن تسمح لنا التجربة البحرية بفهم ما إذا كان يمكن جعل النظام الكمومي الضعيف قويًا بما يكفي للعمل عمليًا أثناء العيش في البحر.