Pierwszy na świecie system GPS wykorzystujący promieniowanie kosmiczne

[reklama_1]

Naukowcy opracowali globalny system pozycjonowania, który może śledzić ruchy podziemne za pomocą silnych promieni kosmicznych.

Ilustracja promieni kosmicznych padających na Ziemię z kosmosu. Zdjęcie: Shutterstock — Ilustracja promieni kosmicznych padających na Ziemię z kosmosu. Zdjęcie: *Shutterstock*

Promieniowanie kosmiczne to wysokoenergetyczne cząstki pochodzące z przestrzeni kosmicznej, w tym ze źródeł takich jak Słońce, odległe galaktyki, supernowe i inne ciała niebieskie. Chociaż ludzie nie widzą ani nie odczuwają bezpośrednio promieni kosmicznych, nieustannie bombardują one Ziemię z kosmosu. W rzeczywistości jest ich tak dużo, że naukowcy szacują, że co minutę jeden promień kosmiczny uderza w jeden centymetr kwadratowy powierzchni Ziemi.

Zespół badawczy pod kierownictwem profesora Hiroyuki Tanaki z Uniwersytetu Tokijskiego wykorzystał promieniowanie kosmiczne do opracowania globalnego systemu pozycjonowania, który może śledzić ruchy pod ziemią, poinformował 18 czerwca magazyn Interesting Engineering . Wyniki nowych badań opublikowano w czasopiśmie iScience.

Kiedy promienie kosmiczne wnikają w atmosferę Ziemi, zderzają się z cząsteczkami i atomami w powietrzu, tworząc cząstki wtórne zwane mionami. Miony to fundamentalne cząstki subatomowe, podobne do elektronów, ale 207 razy cięższe. Miony mogą przenikać ciała stałe, w zależności od ich gęstości. Na przykład skały i budynki pochłaniają wiele mionów ze względu na swoją wysoką gęstość.

Tymczasem GPS opiera się na tradycyjnych falach radiowych, które są słabsze na dużych wysokościach i podatne na rozpraszanie, co utrudnia wykrywanie ruchu pod ziemią.

Tanaka i jego współpracownicy wykorzystali właściwości promieniowania kosmicznego do mapowania trudno dostępnych miejsc, takich jak wulkany, rdzenie reaktorów jądrowych i piramidy. Opracowali nowy bezprzewodowy system pozycjonowania wykorzystujący miony, zwany MuWNS. System składa się z detektorów referencyjnych na powierzchni oraz detektora odbiorczego znajdującego się pod ziemią, który wykrywa ścieżkę mionów. Analizując czas i kierunek mionów, MuWNS określa położenie detektora odbiorczego znajdującego się pod ziemią względem detektora referencyjnego na powierzchni.

Wszystkie zebrane dane zostaną następnie wykorzystane do rekonstrukcji tras mionów i stworzenia modelu lub mapy obszaru podziemnego. Mapa może dostarczyć cennych informacji, takich jak skład i gęstość materiałów, przez które przechodziły miony, umożliwiając ekspertom wizualizację podziemnych struktur i cech geograficznych.

Zespół przetestował nowy system MuWNS, umieszczając robota odbiorczego w piwnicy i cztery detektory referencyjne na szóstym piętrze budynku. Następnie z powodzeniem zrekonstruowali ścieżkę osoby pod ziemią, filtrując promieniowanie kosmiczne wykryte przez detektory.

Zespół zademonstrował pierwszy na świecie globalny system pozycjonowania oparty na promieniowaniu kosmicznym, który mógłby wspierać przyszłe misje poszukiwawczo-ratownicze oraz monitorowanie wulkanów. Następnie planują udoskonalić MuWNS, aby umożliwić jego integrację ze smartfonami.

Thu Thao (według Interesting Engineering )

Link źródłowy