Kozmik ışınları kullanan dünyanın ilk 'GPS' sistemi

Bilim insanları, güçlü kozmik ışınları kullanarak yer altı hareketlerini izleyebilen küresel konumlandırma sistemi geliştirdiler.

Uzaydan Dünya'ya çarpan kozmik ışınların çizimi. Fotoğraf: Shutterstock — Uzaydan Dünya'ya çarpan kozmik ışınların çizimi. Fotoğraf: *Shutterstock*

Kozmik ışınlar, Güneş, uzak galaksiler, süpernovalar ve diğer gök cisimleri gibi dış uzaydan kaynaklanan yüksek enerjili parçacıklardır. İnsanlar kozmik ışınları doğrudan göremez veya hissedemezler, ancak dış uzaydan Dünya'ya sürekli olarak bombardıman yaparlar. Hatta o kadar bol miktardadırlar ki, bilim insanları her dakika bir kozmik ışının Dünya yüzeyinin bir santimetrekaresine çarptığını tahmin etmektedir.

Tokyo Üniversitesi'nden Profesör Hiroyuki Tanaka liderliğindeki bir araştırma ekibi, kozmik ışınları kullanarak yeraltındaki hareketleri izleyebilen küresel bir konumlandırma sistemi geliştirdi. Interesting Engineering, 18 Haziran'da yeni araştırmanın iScience dergisinde yayımlandığını bildirdi.

Kozmik ışınlar Dünya atmosferine girdiğinde havadaki moleküller ve atomlarla çarpışarak müon adı verilen ikincil parçacıkları oluştururlar. Müonlar, elektronlara benzeyen ancak 207 kat daha ağır olan temel atom altı parçacıklardır. Müonlar, katı nesnelerin yoğunluğuna bağlı olarak içine nüfuz edebilir. Örneğin, kayalar ve binalar yüksek yoğunlukları nedeniyle birçok müonu emer.

Bu arada GPS, yüksek irtifalarda daha zayıf olan ve dağılmaya eğilimli olan geleneksel radyo dalgalarına dayanır; bu da yer altındaki hareketleri tespit etmek için kullanılmasını zorlaştırır.

Tanaka ve meslektaşları, volkanlar, nükleer reaktör çekirdekleri ve piramitler gibi ulaşılması zor yerlerin haritasını çıkarmak için kozmik ışınların özelliklerinden yararlandılar. MuWNS adı verilen, müonları kullanan yeni bir kablosuz konumlandırma sistemi geliştirdiler. Sistem, yüzeydeki referans dedektörleri ve müonların yolunu tespit etmek için yeraltında bulunan bir alıcı dedektörden oluşuyor. MuWNS, müonların zamanlamasını ve yönünü analiz ederek yeraltındaki alıcı dedektörün yüzeydeki referans dedektörüne göre konumunu belirliyor.

Toplanan tüm veriler, müonların yollarını yeniden yapılandırarak yeraltı alanının bir modelini veya haritasını oluşturmak için kullanılacaktır. Harita, müonların içinden geçtiği malzemelerin bileşimi ve yoğunluğu gibi değerli bilgiler sağlayarak uzmanların yeraltı yapılarını ve coğrafi özelliklerini görselleştirmelerine olanak tanıyabilir.

Ekip, bodrum katına bir alıcı robot ve bir binanın altıncı katına dört referans dedektörü yerleştirerek yeni MuWNS sistemini test etti. Ardından, dedektörler tarafından yakalanan kozmik ışınları tarayarak yeraltındaki kişinin yolunu başarıyla yeniden oluşturdular.

Ekip, gelecekteki arama kurtarma görevlerini ve yanardağ izlemeyi destekleyebilecek dünyanın ilk kozmik ışın tabanlı küresel konumlandırma sistemini tanıttı. Ardından, MuWNS'yi akıllı telefonlara entegre edilebilecek şekilde geliştirmeyi planlıyorlar.

Thu Thao ( İlginç Mühendisliğe Göre)

[reklam_2]
Kaynak bağlantısı