Des scientifiques ont mis au point un système de positionnement global capable de suivre même les mouvements souterrains grâce à la puissance des rayons cosmiques.
Illustration des rayons cosmiques qui s'abattent sur la Terre depuis l'espace. Photo : Shutterstock
Les rayons cosmiques sont des particules de haute énergie provenant de l'espace, notamment du Soleil, des galaxies lointaines, des supernovae et d'autres corps célestes. Bien que l'être humain ne puisse ni les voir ni les ressentir directement, ils bombardent constamment la Terre depuis l'espace. En fait, ils sont si nombreux que les scientifiques estiment qu'un rayon cosmique frappe un centimètre carré de la surface terrestre chaque minute.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Hiroyuki Tanaka de l'Université de Tokyo utilise les rayons cosmiques pour développer un système de positionnement global capable de suivre les mouvements à l'intérieur de la Terre, a rapporté Interesting Engineering le 18 juin. Ces nouvelles recherches ont été publiées dans la revue iScience.
Lorsque les rayons cosmiques pénètrent dans l'atmosphère terrestre, ils entrent en collision avec les molécules et les atomes de l'air, créant ainsi des particules secondaires appelées muons. Les muons sont des particules subatomiques fondamentales, semblables aux électrons mais 207 fois plus lourdes. Les muons peuvent pénétrer les solides, et leur capacité de pénétration dépend de la densité du matériau. Par exemple, les roches et les bâtiments absorbent davantage de muons en raison de leur densité élevée.
Par ailleurs, le GPS repose sur les ondes radio classiques, généralement plus faibles en altitude et plus sensibles à la diffusion. De ce fait, sa détection des mouvements souterrains s'avère très difficile.
Tanaka et ses collègues ont exploité les propriétés des rayons cosmiques pour cartographier des lieux difficiles d'accès tels que les volcans, les cœurs de réacteurs nucléaires et les pyramides. Ils ont mis au point un nouveau système de navigation sans fil utilisant des muons, appelé MuWNS. Ce système comprend des détecteurs de référence en surface et un détecteur de réception souterrain permettant de suivre la trajectoire des muons. En analysant la synchronisation et la direction des muons, MuWNS détermine la position relative du détecteur de réception souterrain par rapport au détecteur de référence en surface.
Par la suite, toutes les données recueillies permettront de reconstituer la trajectoire du muon afin de créer un modèle ou une carte de la zone souterraine. Cette carte fournira des informations précieuses, telles que la composition et la densité des matériaux traversés par le muon, permettant ainsi aux experts de visualiser les structures souterraines et les caractéristiques géographiques.
L'équipe de recherche a testé le nouveau système MuWNS en plaçant un détecteur humain au sous-sol et quatre détecteurs de référence au sixième étage d'un bâtiment. Ils ont ensuite réussi à reconstituer la trajectoire de la personne sous terre en filtrant les rayons cosmiques détectés par les détecteurs.
L'équipe d'experts a démontré que le premier système de positionnement global au monde basé sur les rayons cosmiques peut faciliter les futures missions de recherche et de sauvetage ainsi que la surveillance des volcans. Elle prévoit ensuite d'améliorer MuWNS afin de l'intégrer aux smartphones.
Thu Thao (Selon Interesting Engineering )
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