Kvantový akcelerometr dokáže zjistit pozici i bez satelitů

Zrovna Finové si nedávno stěžovali na to, že na jejich území někdo (čti Rusové) úmyslně rušil GPS signál a to ovlivnilo nejen cvičení NATO, ale i civilní letecký provoz. A i kdyby to nebyly snahy méně přátelských zemí, které mohou přinést takové potíže, může to být třeba Slunce, které si může odfouknout kus koróny naším směrem a řada satelitů by to nemusela přežít. Jistou záruku dává, že k dispozici už dávno není pouze GPS, ale i ruský Glonass a v roce 2020 má být dokončen evropský Galileo. Ale ve všech případech to stále jsou satelity. 

 

 

Hodil by se tak globální poziční systém, který by na nich nezávisel a přesně to slibuje kvantový akcelerometr. Společnost M Squared a Imperial College London spolupracují na vývoji takového zařízení, které má dokázat určit polohu kdekoliv na Zemi bez jakéhokoliv externího systému. Zřejmá výhoda je tak i v tom, že není zapotřebí signál satelitů, takže takový systém může pracovat třeba rovnou v podzemí. 

 

Myšlenka navigace pomocí akcelerometrů přitom není vůbec nová a do jisté míry tak svůj akcelerometr mohou využít tímto způsobem i mobilní telefony. Pro praktické nasazení a náhradu satelitních systémů je to ale nevhodné. Můžete si to ale vyzkoušet třeba díky androidové aplikaci Path Guide od Microsoftu, která nás může navigovat pomocí akcelerometru v budovách. 

 

Problém je v tom, že i když máme pevný a dobře známý výchozí bod, akcelerometry nejsou přesné a jejich chyby se pochopitelně sčítají, takže pro delší trasy je to nepoužitelný systém. A právě o tom je kvantový akcelerometr, o přesnosti. Na druhou stranu, jak ukazuje snímek, toto zařízení není zrovna malé, jednoduché a zkrátka prakticky použitelné, alespoň zatím. 

 

 

Jak ale zařízení pracuje? Kvantová mechanika nás učí, že veškerá hmota má i vlnový charakter a pohyb jejích mikročástic lze popsat vlnovou funkcí, ovšem vlnový charakter lze dobře pozorovat pouze v případě extrémně podchlazené hmoty a to je klíč pro vytvoření kvantového akcelerometru. Ve firmě M Squared tak pro Imperial College London vytvořili laserový systém, jenž zchlazuje atomy na velice nízkou teplotu a tyto atomy padající skrz komoru akcelerometru mají svůj vlnový charakter ovlivňován pohybem celého zařízení. Pro sledování odchylek se pak využívá laserový interferometr. 

 

Výsledkem je zařízení, které dokáže svůj pohyb sledovat s nebývalou přesností, a tak vždy ví, kde se nachází vzhledem ke své původní pozici. Prozatím to ale zvládne pouze v jedné ose pohybu, ale pak už je v podstatě jen otázka škálování, aby se přidalo i měření dalších os pohybu a otáčení. 

 

Tvůrci kvantového akcelerometru tvrdí, že už nyní by se jejich zařízení mohlo snadno upravit tak, aby mohlo sloužit třeba na palubě lodí nebo ve vlacích. Další miniaturizaci ale zatím brání především lasery, nicméně si lze představit, že už nyní mohou zájem především vojáci. 

 

Zdroj: Extremetech