Imperial College London


Un acelerómetro cuántico, que funciona como un sistema autónomo de nevegación que no se basa en ninguna señal externa, ha sido presentado por científicos del Imperial College London y M Squared.

La mayor parte de la navegación actual se basa en un sistema global de navegación por satélite (GNSS), como el GPS, que envía y recibe señales de los satélites que orbitan la Tierra. Pero las señales de los satélites pueden no estar disponibles debido a bloqueos como edificios altos, o pueden ser bloqueadas, imitadas o anuladas, lo que impide una navegación precisa. El nuevo sistema no tiene esa limitación.

Ahora, por primera vez, un equipo del Reino Unido ha demostrado un acelerómetro cuántico transportable e independiente, que ha sido presentado en el National Quantum Technologies Showcase.

Los acelerómetros miden cómo la velocidad de un objeto cambia con el tiempo. Con esto, y el punto de inicio del objeto, se puede calcular la nueva posición.

Los acelerómetros han existido por algún tiempo, y están presentes hoy en día en tecnologías como teléfonos móviles y computadoras portátiles. Sin embargo, estos dispositivos no pueden mantener su precisión durante períodos más largos sin una referencia externa.

El acelerómetro cuántico se basa en la precisión y exactitud posibles al medir las propiedades de los átomos superfríos. A temperaturas extremadamente bajas, los átomos se comportan de forma ‘cuántica’, actuando como materia y como ondas.

Joseph Cotter, del Centro para la Materia Fría en Imperial, dijo: «Cuando los átomos están extremadamente fríos, tenemos que usar la mecánica cuántica para describir cómo se mueven, y esto nos permite hacer lo que llamamos un interferómetro atómico».

A medida que los átomos caen, sus propiedades de onda se ven afectadas por la aceleración del vehículo. Usando una ‘regla óptica’, el acelerómetro puede medir estos cambios diminutos con mucha precisión.

Para hacer que los átomos estén lo suficientemente fríos y para probar sus propiedades a medida que responden a la aceleración, se necesitan láseres muy potentes que puedan controlarse con precisión.

Joseph Thom, científico de tecnología cuántica en M Squared, dijo: «Como parte de nuestro trabajo en la comercialización de sensores cuánticos de átomos fríos, desarrollamos un sistema láser universal para sensores basados en átomos fríos que ya hemos implementado en nuestro gravímetro cuántico. El láser ahora también se utiliza en el acelerómetro cuántico que hemos construido en colaboración con Imperial. Combinando alta potencia, ruido excepcionalmente bajo y sintonización de frecuencia, el sistema láser enfría los átomos y proporciona la regla óptica para las mediciones de aceleración «.

El sistema actual está diseñado para la navegación de vehículos grandes, como barcos e incluso trenes. Sin embargo, el principio también se puede utilizar para la investigación científica fundamental, como en la búsqueda de energía oscura y ondas gravitacionales, en las que el equipo de Imperial también está trabajando.

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