Das in den Sandia National Laboratories gebaute Gerät. Bret letztere
GPS ist überall: Von der Bereitstellung von Echtzeit-Flugzeugpositionen für Piloten bis hin zur Beförderung von A nach B, wir nutzen es, um uns jeden Tag zurechtzufinden. Dieses System funktioniert dank Atomuhren, die das Satellitennetzwerk absolut intakt haltensynchronisieren.
Allerdings können GPS-Signale gestört oder manipuliert werden, weshalb Wissenschaftler nach Alternativen suchen. Einige spekulieren, dass zukünftige Fahrzeuge, anstatt sich auf Satelliten zu verlassen, an Bord Ausrüstung verwenden könnten, um Beschleunigung und Rotation zu messen, indem sie Laser in kleine Wolken aus Rubidiumgas strahlen.
Jetzt ein Forscherteamhat ein kompaktes Gerät entwickelt und gebaut in den Sandia National Laboratories, und es enthält eine Atomwolke unter den richtigen Bedingungen für präzise Navigationsmessungen.
In Zukunft könnte es zu einer Schlüsselkomponente von Navigationssystemen der nächsten Generation werden, da es das erste Gerät ist, das winzig, energieeffizient und zuverlässig genug ist, um Quantensensoren potenziell aus dem Labor in den kommerziellen Einsatz zu bringen.
Auf dem Weg zu Navigationssystemen der nächsten Generation
Atombeschleunigungsmesser und Gyroskope gibt es zwar heute schon, aber sie sind zu groß und energiehungrig, um beispielsweise in einem Flugzeugnavigationssystem verwendet zu werden, da sie ein großes Vakuumsystem benötigen, das mit viel Strom arbeitet.
Hier kommt das Team der Sandia National Laboratories ins Spiel – sie haben gezeigt, dass die Quantensensorik ohne ein leistungsstarkes Vakuumsystem funktionieren kann, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen, laut einer in der Zeitschrift veröffentlichten StudieAVS Quantenwissenschaft.
Um dies zu erreichen, verwendeten die Forscher ein Paar von Geräten, die als Getter bekannt sind, anstelle einer angetriebenen Vakuumpumpe, die Moleküle entfernt, die eintreten und die Messungen stören. Diese Getter, die ungefähr die Größe eines "Bleistiftradierers" haben, verwenden Chemikalien.Um noch einen Schritt weiter zu gehen und Verunreinigungen besser fernzuhalten, bauten die Forscher die Kammer aus Titan und Saphir, die besonders effektiv Gase wie Helium abblocken, mit ausgeklügelten Herstellungstechniken, die auch verwendet werden, um fortschrittliche Materialien für Kernwaffenkomponenten zu verbinden.
Die Technologie befindet sich noch in den Anfängen, da es einige Zeit dauern wird, bis sie ihr maximales Potenzial erreichen kann. Das Fehlen einer Ionenpumpe wird jedoch bei der Herstellung winziger Atomsensoren nützlich sein, insbesondere bei solchen, die empfindlich auf Magnetfelder. In den nächsten Jahren wird das Team das Gerät versiegelt und betriebsbereit halten und es weiterhin überwachen. Dieses Verfahren wird feststellen, ob die Technologie einsatzbereit ist, und in der Zwischenzeit wird die Beschleunigung der Herstellung das erste für die Wissenschaftler seinAnliegen.