Το πρώτο σύστημα «GPS» στον κόσμο που χρησιμοποιεί κοσμικές ακτίνες

[διαφήμιση_1]

Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης που μπορεί να παρακολουθεί τις υπόγειες κινήσεις χρησιμοποιώντας ισχυρές κοσμικές ακτίνες.

Απεικόνιση κοσμικών ακτίνων που χτυπούν τη Γη από το διάστημα. Φωτογραφία: Shutterstock — Απεικόνιση κοσμικών ακτίνων που χτυπούν τη Γη από το διάστημα. Φωτογραφία: *Shutterstock*

Οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια υψηλής ενέργειας που προέρχονται από το διάστημα, συμπεριλαμβανομένων πηγών όπως ο Ήλιος, μακρινοί γαλαξίες, σουπερνόβα και άλλα ουράνια σώματα. Αν και οι άνθρωποι δεν μπορούν να δουν ή να αισθανθούν τις κοσμικές ακτίνες άμεσα, βομβαρδίζουν συνεχώς τη Γη από το διάστημα. Στην πραγματικότητα, είναι τόσο άφθονες που οι επιστήμονες εκτιμούν ότι κάθε λεπτό, μία κοσμική ακτίνα χτυπά ένα τετραγωνικό εκατοστό της επιφάνειας της Γης.

Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Hiroyuki Tanaka από το Πανεπιστήμιο του Τόκιο χρησιμοποίησε κοσμικές ακτίνες για να αναπτύξει ένα παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης που μπορεί να παρακολουθεί κινήσεις υπόγεια, ανέφερε το Interesting Engineering στις 18 Ιουνίου. Η νέα έρευνα δημοσιεύτηκε στο περιοδικό iScience.

Όταν οι κοσμικές ακτίνες εισέρχονται στην ατμόσφαιρα της Γης, συγκρούονται με μόρια και άτομα στον αέρα, δημιουργώντας δευτερογενή σωματίδια που ονομάζονται μιόνια. Τα μιόνια είναι θεμελιώδη υποατομικά σωματίδια που είναι παρόμοια με τα ηλεκτρόνια αλλά 207 φορές βαρύτερα. Τα μιόνια μπορούν να διεισδύσουν σε στερεά αντικείμενα, ανάλογα με την πυκνότητα του αντικειμένου. Για παράδειγμα, οι βράχοι και τα κτίρια απορροφούν πολλά μιόνια λόγω της υψηλής πυκνότητάς τους.

Εν τω μεταξύ, το GPS βασίζεται σε παραδοσιακά ραδιοκύματα, τα οποία είναι ασθενέστερα σε μεγαλύτερα υψόμετρα και είναι επιρρεπή σε σκέδαση, καθιστώντας δύσκολη τη χρήση του για την ανίχνευση κίνησης στο υπέδαφος.

Ο Tanaka και οι συνάδελφοί του αξιοποίησαν τις ιδιότητες των κοσμικών ακτίνων για να χαρτογραφήσουν δυσπρόσιτα μέρη όπως ηφαίστεια, πυρήνες πυρηνικών αντιδραστήρων και πυραμίδες. Ανέπτυξαν ένα νέο ασύρματο σύστημα εντοπισμού θέσης χρησιμοποιώντας μιόνια που ονομάζεται MuWNS. Το σύστημα αποτελείται από ανιχνευτές αναφοράς στην επιφάνεια και έναν ανιχνευτή λήψης στο υπόγειο για την ανίχνευση της πορείας των μιονίων. Αναλύοντας τον χρονισμό και την κατεύθυνση των μιονίων, το MuWNS καθορίζει τη θέση του ανιχνευτή λήψης στο υπόγειο σε σχέση με τον ανιχνευτή αναφοράς στην επιφάνεια.

Όλα τα δεδομένα που θα συλλεχθούν θα χρησιμοποιηθούν στη συνέχεια για την ανακατασκευή των διαδρομών των μιονίων, με σκοπό τη δημιουργία ενός μοντέλου ή χάρτη της υπόγειας περιοχής. Ο χάρτης μπορεί να παρέχει πολύτιμες πληροφορίες, όπως τη σύνθεση και την πυκνότητα των υλικών από τα οποία διήλθαν τα μιόνια, επιτρέποντας στους ειδικούς να οπτικοποιήσουν υπόγειες δομές και γεωγραφικά χαρακτηριστικά.

Η ομάδα δοκίμασε το νέο σύστημα MuWNS τοποθετώντας ένα ρομπότ-δέκτη στο υπόγειο και τέσσερις ανιχνευτές αναφοράς στον έκτο όροφο ενός κτιρίου. Στη συνέχεια, ανακατασκεύασαν με επιτυχία την πορεία του ατόμου στο υπόγειο, ελέγχοντας τις κοσμικές ακτίνες που καταγράφονταν από τους ανιχνευτές.

Η ομάδα έχει επιδείξει το πρώτο στον κόσμο σύστημα παγκόσμιου εντοπισμού θέσης που βασίζεται σε κοσμικές ακτίνες, το οποίο θα μπορούσε να υποστηρίξει μελλοντικές αποστολές έρευνας και διάσωσης και παρακολούθηση ηφαιστείων. Στη συνέχεια, σχεδιάζουν να βελτιώσουν το MuWNS, ώστε να μπορεί να ενσωματωθεί σε smartphones.

Thu Thao (Σύμφωνα με το Interesting Engineering )

[διαφήμιση_2]
Σύνδεσμος πηγής