Un sensor de gravedad cuántico revela objetos bajo tierra
Un objeto oculto bajo tierra ha sido localizado utilizando tecnología cuántica, un hito largamente esperado con profundas implicaciones para la industria, el conocimiento y la seguridad.
Investigadores de la Universidad de Birmingham,
pertenecientes al Centro Nacional de Tecnología Cuántica en Sensores y
Cronometría del Reino Unido, informan de que se trata del primer gradiómetro de
gravedad cuántica del mundo fuera de las condiciones de laboratorio.
El
gradiómetro cuántico de gravedad, desarrollado en el marco de un contrato para
el Ministerio de Defensa y en el proyecto Gravity Pioneer, financiado por el
UKRI, se utilizó para encontrar un túnel enterrado a la intemperie en
condiciones reales a un metro por debajo de la superficie del suelo. Gana una
carrera internacional para llevar la tecnología al exterior.
El sensor
funciona detectando las variaciones de microgravedad mediante los principios de
la física cuántica, que se basa en la manipulación de la naturaleza a nivel
submolecular.
El éxito
abre una vía comercial para mejorar considerablemente la cartografía de lo que
existe bajo el nivel del suelo, según los investigadores, que publican resultados
en Nature.
Esto
significará una reducción de costes y retrasos en proyectos de construcción,
ferrocarril y carreteras y una mejora de la predicción de fenómenos naturales
como las erupciones volcánicas, al tiempo que permitirá el descubrimiento de
recursos naturales y estructuras construidas ocultas y comprender los misterios
arqueológicos sin dañar las excavaciones.
El profesor
Kai Bongs, jefe de Física del Átomo Frío de la Universidad de Birmingham e
investigador principal del Centro de Tecnología Cuántica del Reino Unido,
Sensores y Cronometraje, resalta que "se trata de un 'momento Edison' en
la detección que transformará la sociedad, el entendimiento humano y las economías".
"Con
este avance tenemos la posibilidad de acabar con la dependencia de los malos
registros y la suerte a la hora de explorar, construir y reparar --añade en un
comunicado--. Además, un mapa subterráneo de lo que actualmente es invisible
está ahora un paso significativo más cerca, poniendo fin a una situación en la
que sabemos más sobre la Antártida que lo que hay unos metros por debajo de
nuestras calles".
Los
sensores de gravedad actuales están limitados por una serie de factores
ambientales. Un reto especial es la vibración, que limita el tiempo de medición
de todos los sensores de gravedad para aplicaciones de prospección. Si se
consigue superar estas limitaciones, los sondeos podrán ser más rápidos, más
completos y de menor coste.
El sensor
desarrollado por el doctor Michael Holynski, Jefe de Interferometría Atómica en
Birmingham y autor principal del estudio, y su equipo en Birmingham es un
gradiómetro de gravedad. Su sistema supera las vibraciones y otros problemas
ambientales para aplicar con éxito la tecnología cuántica en el campo.
El éxito de
la detección, realizada en colaboración con ingenieros civiles dirigidos por la
profesora Nicole Metje de la Escuela de Ingeniería, es la culminación de un
programa de desarrollo a largo plazo que ha estado estrechamente vinculado a
los usuarios finales desde su inicio.
Este avance
permitirá que los futuros estudios de gravedad sean más baratos, más fiables y
se realicen 10 veces más rápido, reduciendo el tiempo necesario para los
estudios de un mes a unos pocos días. Tiene el potencial de abrir un abanico de
nuevas aplicaciones para el estudio de la gravedad, proporcionando una nueva
perspectiva del subsuelo.
El profesor
George Tuckwell, Director de Geociencia e Ingeniería de la RSK, apunta que
"la detección de las condiciones del suelo, como los trabajos en las
minas, los túneles y los 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 cartografiamos el suelo y realizamos estos proyectos",
añade.
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