Thử nghiệm la bàn lượng tử dưới đường tàu điện ngầm London
Tiến sĩ Joseph Cotter với hành lý dưới lòng đất của mình, gia tốc kế lượng tử dùng để điều hướng. Ảnh: Thomas Angus
Trong chuyến đi bằng tàu điện ngầm London, tiến sĩ Joseph Cotter từ Trung tâm Vật chất Lạnh thuộc Đại học Hoàng gia London mang theo những hành lý đặc biệt gồm buồng chân không bằng thép không gỉ, vài tỷ nguyên tử rubidium và tia laser. Chúng được sử dụng để phát triển la bàn lượng tử - công cụ khai thác hoạt động của vật chất hạ nguyên tử nhằm giúp xác định vị trí một cách chính xác, Guardian hôm 16/6 đưa tin.
Mục tiêu của la bàn lượng tử là vượt qua hoặc tăng cường các phương pháp xác định vị trí máy bay, ôtô và vật thể khác hiện nay. Các phương pháp này thường dựa vào những hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS), ví dụ như GPS.
Tuy nhiên, thiết bị GNSS dễ bị ảnh hưởng bởi thời tiết xấu và nguồn nhiễu, cũng không hoạt động dưới nước hoặc dưới lòng đất. Tín hiệu của chúng cũng thường bị tòa nhà cao tầng hoặc vật cản khác chặn lại. Mục tiêu của nhóm dự án tại Đại học Hoàng gia London là tạo ra một thiết bị xác định đúng vị trí của chính nó, đồng thời không phụ thuộc vào việc nhận tín hiệu từ bên ngoài.
"Bạn sẽ không phải lo lắng chuyện tín hiệu bị mất hoặc bị những tòa nhà cao tầng chặn lại. Bạn sẽ tự tin hơn trong việc nắm rõ mình hoặc phương tiện của mình đang ở đâu vào một thời điểm cụ thể", tiến sĩ Aisha Kaushik từ Trung tâm Vật chất Lạnh cho biết.
Trọng tâm của la bàn lượng tử là gia tốc kế với khả năng đo lường sự thay đổi vận tốc của một vật thể theo thời gian. Thông tin này, kết hợp với điểm vật thể bắt đầu di chuyển, giúp tính toán vị trí vật thể trong tương lai. Điện thoại di động và laptop có gia tốc kế, nhưng những phiên bản đó không thể duy trì độ chính xác trong thời gian dài.
Cơ học lượng tử mang đến một phương pháp có độ chính xác cao: Đo lường các nguyên tử siêu lạnh. Ở nhiệt độ cực thấp, các nguyên tử hoạt động theo kiểu lượng tử. Chúng hoạt động giống vật chất và giống sóng. "Khi các nguyên tử ở trạng thái siêu lạnh, chúng ta có thể sử dụng cơ học lượng tử để mô tả cách chúng chuyển động. Điều này giúp chúng ta thực hiện những phép đo chính xác để xác định thiết bị của mình đang thay đổi vị trí như thế nào", Cotter cho biết.
![Hệ thống định vị lượng tử trên tàu điện ngầm ở London. Ảnh: Đại học Hoàng gia London](https://i1-vnexpress.vnecdn.net/2024/06/17/Anh-doc-3718-1718600006.jpg?w=680&h=0&q=100&dpr=1&fit=crop&s=FpS6HEEV5USniu0u6x-wpw)
Hệ thống định vị lượng tử trên tàu điện ngầm ở London. Ảnh: Đại học Hoàng gia London
Bộ thiết bị mà Cotter mang lên tàu điện ngầm London (trong các chuyến thử nghiệm đường ray, không phải chuyến dịch vụ), rubidium được đưa vào buồng chân không ở trung tâm. Sau đó, nhóm nghiên cứu sử dụng tia laser mạnh để làm lạnh những nguyên tử này xuống gần độ 0 tuyệt đối (-273,15 độ C). Trong điều kiện như vậy, tính chất sóng của các nguyên tử rubidium chịu tác động từ sự gia tốc của phương tiện chở bộ thiết bị. Những thay đổi nhỏ này có thể được đo đạc một cách chính xác.
Cotter cho biết, hệ thống mới hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm, nhưng cần thử nghiệm trong những điều kiện khắc nghiệt hơn nếu muốn biến nó thành một thiết bị độc lập, di động và sử dụng được ở những địa điểm xa xôi hoặc phức tạp. Các đường hầm tàu điện ngầm là lựa chọn lý tưởng cho nhiệm vụ này. Thậm chí, hệ thống tàu điện ngầm London sẽ hưởng lợi từ các cảm biến lượng tử mới vì không cần đến hàng trăm km cáp đang dùng để theo dõi vị trí của 540 chuyến tàu chạy dưới thành phố giờ cao điểm.
Theo vnexpress.net
Tin cùng chuyên mục
- 201 thí sinh tham gia Hội thi tin học trẻ tỉnh Thái Bình năm 2024 10.06.2024 | 19:17 PM
- Thái Bình: Phát triển hoạt động khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo 26.04.2024 | 16:15 PM
- Tổng kết và trao giải hội thi, cuộc thi sáng tạo khoa học năm 2022 - 2023 18.12.2023 | 16:35 PM
- Hội thảo khoa học về vai trò của khoa học và công nghệ trong việc sản xuất, tiêu thụ và phát triển sản phẩm nông nghiệp 16.12.2023 | 14:38 PM
- Hội nghị khoa học về chẩn đoán và điều trị bệnh lý tim mạch 28.10.2023 | 12:02 PM
- Ứng dụng công nghệ sinh học trong sản xuất nước mắm 15.02.2023 | 18:51 PM
- Tàu container lớn nhất thế giới 13.02.2023 | 08:42 AM
- Phát triển thị trường khoa học và công nghệ đồng bộ, hiệu quả, hiện đại và hội nhập 23.09.2022 | 21:19 PM
- Hội thảo tư vấn, phản biện về cơ chế, chính sách hỗ trợ các hoạt động phát triển khoa học, công nghệ 07.06.2022 | 16:39 PM
- Chuyển đổi số - chuyển đổi từ nhận thức 24.05.2022 | 08:56 AM
Xem tin theo ngày
-
Bế mạc kỳ họp thứ 7, Quốc hội khóa XV
- Xây dựng thành phố Thái Bình phát triển thông minh, hiện đại, thân thiện, mang đậm nét bản sắc văn hóa của vùng đất và con người Thái Bình
- Tiếp tục đổi mới phương pháp, nâng cao chất lượng công tác kiểm tra, giám sát, thi hành kỷ luật trong Đảng
- Trao quyết định về công tác cán bộ tại Kho bạc Nhà nước Thái Bình
- Bảo đảm an toàn tuyệt đối lễ kỷ niệm 70 năm ngày giải phóng thị xã, 20 năm xây dựng và phát triển thành phố Thái Bình
- Thái Bình: GRDP 6 tháng đầu năm tăng 7,96% so với cùng kỳ 2023
- Nâng cao chất lượng công tác dân vận, góp phần thực hiện thắng lợi các nhiệm vụ chính trị
- Kỳ họp thứ 7, Quốc hội biểu quyết thông qua các dự án luật
- Bộ đội Biên phòng tỉnh: Nâng cao chất lượng, hiệu quả phong trào Thi đua quyết thắng
- Kỳ họp HĐND tỉnh để giải quyết công việc phát sinh đột xuất ban hành 7 nghị quyết quan trọng