- Se han desarrollado dispositivos llamados “sensores de gravedad cuántica” que funcionan estudiando el impacto de la gravedad en los átomos.
- Pueden ser usado para detectar estructuras bajo tierra, como túneles en el interior del planeta y agua subterránea.
- Incluso podrían utilizarse en el futuro para para buscar señales de agua enterrada en otros mundos, como en Marte.
Los sensores de gravedad cuántica, que se utilizan para detectar el impacto de la gravedad en diferentes características de la Tierra, se pueden utilizar para detectar bolsas de agua subterránea o túneles en el interior de un planeta.
Las versiones ultrasensibles de estos sensores, necesarios para la detección precisa de pequeños cambios en el campo gravitatorio de la Tierra, pueden deteriorarse por la más mínima vibración, pero un equipo de la University of Birmingham en el Reino Unido dice que han superado esto.
El nuevo dispositivo de medición de la gravedad similar a un reloj de arena, conocido como gravímetro, utiliza átomos pulsados con láser para sondear el campo gravitatorio en dos puntos diferentes.
Detectar estructuras subterráneas en la Tierra y en otros mundos
El dispositivo ya ha utilizado para detectar un túnel enterrado a unos 0.91 m bajo tierra y podría usarse en el futuro para estudiar el subsuelo de planetas y lunas inhóspitos.
Mirando hacia abajo desde el espacio, podría usarse para comprender los patrones climáticos en las nubes de Venus, o encontrar cavernas subterráneas de agua en la Luna o Marte.
Esta tecnología podría usarse podría usarse para comprender los patrones climáticos en las nubes de Venus, o encontrar cavernas subterráneas de agua en la luna o Marte. O en la Tierra para detectar túneles profundos bajo tierra.
En un nivel más práctico, el equipo dice que podría reducir los costos y los retrasos relacionados con los proyectos de construcción, ferrocarriles y carreteras, y mejorar la predicción de erupciones volcánicas.
El nuevo trabajo, realizado por el equipo británico, marca la primera vez que se detecta un objeto oculto bajo tierra utilizando tecnología cuántica.
Este es un hito importante, ya que es el primer uso efectivo de un gradiómetro de gravedad cuántica fuera de las condiciones de laboratorio, donde se puede minimizar la vibración.
El gradiómetro de gravedad cuántica se utilizó para encontrar un túnel enterrado al aire libre en condiciones reales, ganando una carrera internacional para usar la tecnología en el exterior.
El sensor funciona detectando variaciones en la microgravedad utilizando los principios de la física cuántica, que se basa en la manipulación de la naturaleza a nivel submolecular.
El éxito abre un camino comercial hacia un mapeo significativamente mejorado de lo que existe debajo del nivel del suelo.
Un gran avance tecnológico
Sensor de gravedad cuántica.
El profesor Kai Bongs, director de física de átomos fríos de la University of Birmingham, dijo:
“Este es un ‘momento Edison’ en la detección que transformará la sociedad, la comprensión humana y las economías. Con este avance, tenemos el potencial de terminar con la dependencia de los malos registros y la suerte mientras exploramos, construimos y reparamos. Además, un mapa subterráneo de lo que actualmente es invisible ahora es un paso significativo más cerca, poniendo fin a una situación en la que sabemos más sobre la Antártida que lo que se encuentra a unos pocos metros debajo de nuestras calles.
Los sensores de gravedad actuales están limitados por una variedad de factores ambientales, particularmente en torno a la vibración, lo que limita el tiempo de medición. Si se pueden abordar estas limitaciones, las encuestas pueden volverse más rápidas, más completas y de menor costo.
El sensor desarrollado por el Dr. Michael Holynski, Jefe de Interferometría Atómica en Birmingham y autor principal del estudio, es un gradiómetro de gravedad.
El sistema supera la vibración y una variedad de otros desafíos ambientales para aplicar con éxito la tecnología cuántica en el campo.
El nuevo dispositivo de medición de la gravedad similar a un reloj de arena, conocido como gravímetro, utiliza átomos pulsados con láser para sondear el campo gravitatorio en dos puntos diferentes.
El equipo dice que el avance permite encuestas de gravedad más baratas y confiables que se pueden entregar diez veces más rápido que las técnicas actuales.
Los sensores de gravedad actuales comparan ligeras diferencias en las posiciones de ondas de luz idénticas, lo cual está bien para estructuras grandes, pero no para objetos ocultos.
Este nuevo tipo de sensor de gravedad cuántica incluye un filtro que utiliza la naturaleza ondulatoria de los átomos en nubes ultra frías en caída libre.
La gravedad tiene impactos muy, muy pequeños en los átomos, pero suficientes para mostrar la composición del suelo debajo, mostrando brechas como túneles.
El profesor George Tuckwell, director de geociencia e ingeniería de RSK, dijo:
“La detección de las condiciones del terreno, como trabajos mineros, túneles y terrenos inestables, es fundamental para nuestra capacidad de diseñar, construir y mantener viviendas, industrias e infraestructuras. La capacidad mejorada que representa esta nueva tecnología podría transformar la forma en que mapeamos el terreno y entregamos estos proyectos”.
Se prevé que si esta tecnología va al espacio, podría usarse para encontrar evidencia de agua subterránea en la Luna o Marte.
Los hallazgos de esta investigación han sido publicados en la revista Nature.
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