Primul sistem GPS din lume care folosește raze cosmice

Oamenii de știință dezvoltă un sistem de poziționare globală care poate urmări mișcările subterane folosind raze cosmice puternice.

Ilustrație a razelor cosmice care lovesc Pământul din spațiu. Fotografie: Shutterstock — Ilustrație a razelor cosmice care lovesc Pământul din spațiu. Fotografie: *Shutterstock*

Razele cosmice sunt particule de înaltă energie care provin din spațiul cosmic, inclusiv din surse precum Soarele, galaxiile îndepărtate, supernovele și alte corpuri cerești. Deși oamenii nu pot vedea sau simți razele cosmice direct, acestea bombardează constant Pământul din spațiul cosmic. De fapt, sunt atât de abundente încât oamenii de știință estimează că, în fiecare minut, o rază cosmică lovește un centimetru pătrat din suprafața Pământului.

O echipă de cercetare condusă de profesorul Hiroyuki Tanaka de la Universitatea din Tokyo a folosit razele cosmice pentru a dezvolta un sistem de poziționare globală care poate urmări mișcările subterane, a relatat Interesting Engineering pe 18 iunie. Noua cercetare a fost publicată în revista iScience.

Când razele cosmice pătrund în atmosfera Pământului, acestea se ciocnesc cu moleculele și atomii din aer, creând particule secundare numite muoni. Muonii sunt particule subatomice fundamentale, similare electronilor, dar de 207 ori mai grele. Muonii pot penetra obiectele solide, în funcție de densitatea obiectului. De exemplu, rocile și clădirile absorb mulți muoni datorită densității lor mari.

Între timp, GPS-ul se bazează pe undele radio tradiționale, care sunt mai slabe la altitudini mai mari și sunt predispuse la împrăștiere, ceea ce face dificilă detectarea mișcării în subteran.

Tanaka și colegii săi au exploatat proprietățile razelor cosmice pentru a cartografia locuri greu accesibile, cum ar fi vulcanii, miezurile reactoarelor nucleare și piramidele. Ei au dezvoltat un nou sistem de poziționare wireless folosind muoni, numit MuWNS. Sistemul constă din detectoare de referință la suprafață și un detector receptor subteran pentru a detecta traiectoria muonilor. Prin analizarea momentului și a direcției muonilor, MuWNS determină poziția detectorului receptor subteran în raport cu detectorul de referință de la suprafață.

Toate datele colectate vor fi apoi utilizate pentru a reconstrui traiectoriile muonilor și a crea un model sau o hartă a zonei subterane. Harta poate oferi informații valoroase, cum ar fi compoziția și densitatea materialelor prin care au trecut muonii, permițând experților să vizualizeze structurile subterane și caracteristicile geografice.

Echipa a testat noul sistem MuWNS plasând un robot receptor în subsol și patru detectoare de referință la etajul șase al unei clădiri. Apoi, au reconstruit cu succes traiectoria persoanei în subteran prin filtrarea razelor cosmice captate de detectoare.

Echipa a demonstrat primul sistem de poziționare globală bazat pe raze cosmice din lume , care ar putea sprijini viitoarele misiuni de căutare și salvare și monitorizarea vulcanilor. În continuare, ei intenționează să îmbunătățească MuWNS, astfel încât acesta să poată fi integrat în smartphone-uri.

Thu Thao (conform Interesting Engineering )

Legătură sursă