Il sistema di navigazione quantistica senza satelliti mostrato in The Big Bang Theory è inventato nella realtà

Di: Yuriy Stanislavskiy | 09.11.2021, 16:51
Il sistema di navigazione quantistica senza satelliti mostrato in The Big Bang Theory è inventato nella realtà

Il Sandia National Laboratory ha sviluppato una camera a vuoto delle dimensioni di un avocado, fatta di titanio e zaffiro, che un giorno sarà in grado di utilizzare sensori quantomeccanici per fornire una navigazione accurata senza bisogno di satelliti.

In pochi decenni, il GPS si è evoluto da una tecnologia militare a una popolare soluzione tecnologica civile per una moltitudine di applicazioni quotidiane. La società moderna fa molto affidamento su queste applicazioni che utilizzano il GPS. Tuttavia, il sistema di posizionamento globale non è sempre disponibile in luoghi come le alte latitudini polari o le profonde valli di montagna. Inoltre, i segnali GPS possono essere bloccati o inceppati.

La vulnerabilità dei sistemi GPS è dovuta alla loro dipendenza da costellazioni di satelliti che orbitano intorno alla Terra. Questi satelliti emettono dei segnali con un timbro temporale che è sincronizzato con gli orologi atomici. I ricevitori GPS utilizzano l'effetto Doppler nei segnali satellitari per calcolare la posizione e la velocità del ricevitore in modo estremamente preciso. Se questi segnali vengono interrotti o danneggiati, il sistema si guasta.

Alternative è una tecnologia che è stata originariamente sviluppata per i missili militari durante la seconda guerra mondiale ed è comunemente usata sui sottomarini durante l'immersione. Chiamata "guida inerziale", è un sistema completamente autonomo che utilizza giroscopi e accelerometri per calcolare la posizione di un dispositivo di navigazione rispetto a una posizione fissa nota.

Il problema è che, come il GPS, i sistemi di guida inerziale devono essere molto precisi e avere lo stesso livello di tempismo di un orologio atomico. Questo è possibile con i sistemi esistenti che usano giroscopi meccanici o laser attraverso nuvole di gas di rubidio per misurare gli effetti quantici - ma si basano su sistemi a vuoto pesanti e costosi.

L'approccio del team di Sandia comporta la realizzazione di robusti sensori quantistici che si inseriscono in una camera con un volume di appena un centimetro cubo. Questa camera è fatta di titanio e ha finestre di zaffiro - materiali che sono molto buoni per impedire la fuoriuscita di gas come l'elio. All'interno viene mantenuto il vuoto.

"Questo è il modo in cui dovrebbe essere fatto" © Colonnello Richard Williams

Il sistema non è ancora perfezionato, il suo punto più debole è la durata del mantenimento del vuoto. I ricercatori stanno ora cercando di rendere il dispositivo meno ingombrante e più facile da produrre.

Fonte: newatlassandia

Illustrazioni: sandiafandom