Kvanttikompassi mahdollistaa navigoinnin ilman satelliitteja

Suurin osa navigoinnista perustuu nykyään maailmanlaajuiseen satelliittinavigointijärjestelmään, kuten GPS:ään, joka lähettää ja vastaanottaa signaaleja maapallolta kiertävistä satelliiteista.

Kvanttikompassi on itsenäinen järjestelmä, joka ei tukeudu ulkoisiin signaaleihin. Tämä on erityisen tärkeää, koska satelliittisignaaleja voidaan häiritä tai manipuloida kuten viime aikoina on suomessakin havaittu.

Imperial College Lontoon ja M Squaredin -yhtiön tutkijoista muodostunut tutkijaryhmä on esitellyt yhdistyneen kuningaskunnan ensimmäistä kvanttinavigointiin sopivaa itsenäistä kiihtyvyysmittaria.

Se edustaa yhdistyneen kuningaskunnan ensimmäistä kaupallisesti elinkelpoista kvanttikiihtyvyysmittaria, jota voidaan käyttää navigointiin.

Kiihtyvyysmittarit mittaavat kuten nykyisetkin tähän tekniikkaan perustuvat kompassit, kuinka objektin nopeus muuttuu ajan myötä. Tämän ja kohteen alkupisteeseen avulla voidaan laskea uusi asema.

Brittien kvanttikiihtyvyysmittari tukeutuu tarkkuuteen ja täsmällisyyteen mittaamalla superkylmien atomien ominaisuuksia. Erittäin alhaisissa lämpötiloissa atomit käyttäytyvät kvanttimaisesti, toimien sekä aineen että aaltojen tapaan.

Dr. Joseph Cotter, Imperial Collegesta, sanoi: "Kun atomit ovat erittäin kylmiä, meidän on käytettävä kvanttimekaniikkaa kuvailemaan, miten ne liikkuvat, ja tämä antaa meille mahdollisuuden tehdä niin kutsuttu atomi-interferometri".

Kun atomit putoavat, niiden aalto-ominaisuuksiin vaikuttavat ajoneuvon kiihtyvyys. Optisen viivaimen avulla kiihtyvyysmittari kykenee mittaamaan nämä pienet muutokset hyvin tarkasti.

Atomit saadaan riittävän kylmiksi erittäin tehokkailla lasereilla, joita voidaan tarkasti hallita. Nykyinen järjestelmä on suunniteltu suurten ajoneuvojen, kuten laivojen ja jopa junien, navigointiin. Periaatetta voidaan kuitenkin käyttää myös perustavanlaatuiseen tieteelliseen tutkimukseen, kuten pimeän energian etsintään ja gravitaatio-aaltojen etsimiseen, joiden parissa myös Imperiumin tiimi työskentelee.