加速計是一種跟蹤物體位置的小型設備,通過檢測物體運動和位置的變化來工作,廣泛應用于手機、無人機等。幾十年前,人們就知道量子效應可用于制造更精確的加速計,國際物流,但迄今建造的大多數(shù)目子加速計只能沿一條直線進行一維丈量。為改進這一點,法國國家科學研究中心的菲利普·鮑耶及其同事研制出了首個可以進行3D丈量的量子加速計。
不同于GPS導航系統(tǒng),量子加速計的導航特點,是精確和獨立。GPS需要向圍繞地球軌道運行的衛(wèi)星發(fā)送和接收信號,普通加速計也需要外部參考校準以長期保持其正確性,而量子加速計的正確,源于對超冷原子特性的丈量。在極低溫度下,原子展現(xiàn)出波粒二象性,波動特性受到設備加速度的影響。本文中的量子加速計則為3D版本,國際貨運 空運價格,有3束激光照射原子,這一裝置被以為很適適用在輪船等大型交通工具上,可保障其導航安全性。量子導航時代要來了嗎?
澳大利亞國立大學的約翰·克洛斯表示,對于輪船等輕易發(fā)生振動的大型交通工具,這項技術或許非常適用。配備了量子加速計,假如GPS信號出現(xiàn)故障或被黑客干擾,船只都可以保持非常正確的航向。
為測試這一點,研究職員將該加速計置于一張可以搖擺和旋轉的桌子上,結果發(fā)現(xiàn)計算誤差約為20米;而標準非量子設備的丈量誤差為1公里。
為丈量運動的變化,3束激光分別沿盒子的長度、寬度和高度方向照射原子,迫使原子發(fā)生碰撞,產(chǎn)生波紋,波紋的性質取決于加速計的運動。通過分析波紋圖案,量子加速計可以計算激光器的加速度。鮑耶表示,由于原子可以被非常精確地控制,所以整個裝置非常精確。
據(jù)英國《新科學家》雜志網(wǎng)站近日報道,法國科學家研制出了首個可以開展三維(3D)丈量的量子加速計,有看幫助船只在沒有GPS信號的時候導航,也可用于更精確繪制地球內部的情況。相關研究已經(jīng)提交預印本網(wǎng)站(arxiv.org)。
丹麥技術大學的勒內·福斯伯格則指出,所有接近地球表面的物體都會受到地球引力的加速,新設備也可以非常精確地丈量到這一點,這可能有助于更精確地繪制地球內部的情況,供采礦所用,由于當設備置于地下油井等的上方時,會檢測到稍微不同的重力加速度。
這款3D加速計的外殼是一個40厘米長的金屬盒,里面有3個激光器和1個較小的玻璃盒,玻璃盒里裝滿了銣原子——所處溫度僅比盡對零度高一點點。在這一極端嚴冷的溫度下,量子效應“現(xiàn)身”,使原子的行為像物質波。
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