تم تحديد موقع كائن مخفي تحت الأرض باستخدام تقنية الكم – وهو معلم طال انتظاره له آثار عميقة على الصناعة والمعرفة البشرية والأمن القومي.
أفاد باحثون من جامعة برمنجهام من المركز الوطني لتكنولوجيا الكم في المملكة المتحدة في أجهزة الاستشعار والتوقيت بإنجازاتهم في الطبيعة . إنه الأول في العالم لمقياس تدرج الجاذبية الكمومي خارج ظروف المختبر.
تم استخدام مقياس التدرج الكمي للجاذبية ، الذي تم تطويره بموجب عقد لوزارة الدفاع ومشروع Gravity Pioneer الممول من UKRI ، للعثور على نفق مدفون في الهواء الطلق في ظروف واقعية على عمق متر واحد تحت سطح الأرض. إنه يفوز بسباق دولي لإخراج التكنولوجيا إلى الخارج.
يعمل المستشعر عن طريق اكتشاف الاختلافات في الجاذبية الصغرى باستخدام مبادئ فيزياء الكم ، والتي تعتمد على معالجة الطبيعة على المستوى الجزيئي الفرعي.
يفتح النجاح طريقًا تجاريًا لرسم خرائط محسّن بشكل كبير لما هو موجود تحت مستوى سطح الأرض.
هذا يعني:
انخفاض التكاليف والتأخيرات لمشاريع البناء والسكك الحديدية والطرق.
تحسين التنبؤ بالظواهر الطبيعية مثل الانفجارات البركانية.
اكتشاف الموارد الطبيعية المخفية والهياكل المبنية.
فهم الألغاز الأثرية دون الإضرار بالحفريات.
قال البروفيسور كاي بونجس ، رئيس فيزياء الذرة الباردة في جامعة برمنجهام والمحقق الرئيسي في مستشعرات وتوقيت تكنولوجيا الكم في المملكة المتحدة: “هذه لحظة إديسون” في الاستشعار ستغير المجتمع والفهم البشري والاقتصادات.
“مع هذا الاختراق ، لدينا القدرة على إنهاء الاعتماد على السجلات الضعيفة والحظ بينما نستكشف ونبني ونصلح. بالإضافة إلى ذلك ، فإن خريطة تحت الأرض لما هو غير مرئي حاليًا هي الآن خطوة مهمة أقرب ، وتنهي وضعًا نعرف فيه المزيد عن القارة القطبية الجنوبية أكثر مما يقع على بعد أقدام قليلة من شوارعنا “.
أجهزة استشعار الجاذبية الحالية محدودة بمجموعة من العوامل البيئية. التحدي الخاص هو الاهتزاز ، والذي يحد من وقت القياس لجميع مستشعرات الجاذبية لتطبيقات المسح. إذا أمكن معالجة هذه القيود ، يمكن أن تصبح الاستطلاعات أسرع وأكثر شمولاً وأقل تكلفة.
قال البروفيسور جورج توكويل ، مدير علوم الأرض والهندسة في RSK: “يعد اكتشاف ظروف الأرض مثل أعمال المناجم والأنفاق والأرض غير المستقرة أمرًا أساسيًا لقدرتنا على تصميم وبناء وصيانة المساكن والصناعة والبنية التحتية. يمكن أن تؤدي القدرة المحسّنة التي تمثلها هذه التكنولوجيا الجديدة إلى تغيير كيفية رسم خريطة الأرض وتقديم هذه المشاريع ”
قال الدكتور جاريث براون ، الهيئة الفنية المشتركة للمشروع للاستشعار الكمومي وكبير العلماء الرئيسيين في Dstl: “بالنسبة للدفاع والأمن الوطنيين ، فإن القياسات الدقيقة والسريعة للتغيرات في الجاذبية الصغرى تفتح فرصًا جديدة لاكتشاف ما لا يمكن اكتشافه بخلاف ذلك والتنقل بأمان أكثر في بيئات صعبة. مع نضوج تقنية استشعار الجاذبية ، ستصبح تطبيقات الملاحة تحت الماء والكشف عن باطن الأرض ممكنة “.
