A világ első kozmikus sugarakat használó GPS-rendszere

[hirdetés_1]

Tudósok olyan globális helymeghatározó rendszert fejlesztettek ki, amely erős kozmikus sugarak segítségével képes nyomon követni a föld alatti mozgásokat.

Illusztráció a Földre érkező kozmikus sugarakról. Fotó: Shutterstock — Illusztráció a Földre érkező kozmikus sugarakról. Fotó: *Shutterstock*

A kozmikus sugarak nagy energiájú részecskék, amelyek a világűrből származnak, beleértve olyan forrásokat, mint a Nap, távoli galaxisok, szupernóvák és más égitestek. Bár az emberek nem láthatják vagy érezhetik közvetlenül a kozmikus sugarakat, azok folyamatosan bombázzák a Földet a világűrből. Valójában olyan bőségesen vannak jelen, hogy a tudósok becslése szerint percenként egy kozmikus sugár éri a Föld felszínének egy négyzetcentiméterét.

A Tokiói Egyetem Hiroyuki Tanaka professzor vezette kutatócsoportja kozmikus sugarak segítségével fejlesztett ki egy globális helymeghatározó rendszert, amely képes nyomon követni a föld alatti mozgásokat – jelentette az Interesting Engineering június 18-án. Az új kutatás az iScience folyóiratban jelent meg.

Amikor a kozmikus sugarak belépnek a Föld légkörébe, ütköznek a levegő molekuláival és atomjaival, másodlagos részecskéket, úgynevezett müonokat hozva létre. A müonok alapvető szubatomi részecskék, amelyek hasonlóak az elektronokhoz, de 207-szer nehezebbek. A müonok képesek behatolni a szilárd tárgyakba, a tárgy sűrűségétől függően. Például a sziklák és az épületek sok müont elnyelnek nagy sűrűségük miatt.

Eközben a GPS a hagyományos rádióhullámokra támaszkodik, amelyek gyengébbek nagyobb magasságban és hajlamosak a szóródásra, ami megnehezíti a föld alatti mozgás észlelését.

Tanaka és kollégái a kozmikus sugarak tulajdonságait kihasználva feltérképezték a nehezen elérhető helyeket, például vulkánokat, atomreaktorok magjait és piramisokat. Kifejlesztettek egy új, vezeték nélküli helymeghatározó rendszert, a MuWNS-t, amely müonokat használ. A rendszer a felszínen lévő referenciadetektorokból és egy föld alatti vevődetektorból áll, amely a müonok útját méri. A müonok időzítésének és irányának elemzésével a MuWNS meghatározza a föld alatti vevődetektor helyzetét a felszínen lévő referenciadetektorhoz képest.

Az összegyűjtött adatokat ezután felhasználják a müonok útvonalainak rekonstruálására, hogy létrehozzák a földalatti terület modelljét vagy térképét. A térkép értékes információkat szolgáltathat, például a müonok által áthaladott anyagok összetételéről és sűrűségéről, lehetővé téve a szakértők számára a földalatti szerkezetek és földrajzi jellemzők vizualizálását.

A csapat úgy tesztelte az új MuWNS rendszert, hogy egy vevőrobotot helyezett el az alagsorban, és négy referenciadetektort helyezett el egy épület hatodik emeletén. Ezután sikeresen rekonstruálták a föld alatt tartózkodó személy útját a detektorok által érzékelt kozmikus sugarak szűrésével.

A csapat bemutatta a világ első kozmikus sugárzáson alapuló globális helymeghatározó rendszerét, amely támogathatja a jövőbeli kutató-mentő missziókat és vulkánmegfigyelést. Ezután a MuWNS fejlesztését tervezik, hogy okostelefonokba integrálható legyen.

Thu Thao ( az Érdekes Mérnöki Irodalom szerint)

[hirdetés_2]
Forráslink