Sensori i ri kuantik i gravitetit një ditë mund të heqë sipërfaqet e botëve të tjera

Për të gjetur veçori si ujërat nëntokësore nën sipërfaqen e Tokës – ose nën sipërfaqen e një bote tjetër – shkencëtarët mund të ndjejnë shenjat delikate që ato veçori lënë në fushën gravitacionale të planetit.

Por këto matje nuk janë të lehta për t’u marrë; keni nevojë për instrumente shumë të ndjeshme, madje edhe dridhjet më të vogla mund të hedhin poshtë matjet. Tani, një grup fizikantësh kanë demonstruar një pajisje matëse të gravitetit të ngjashme me orë rëre, që ata thonë se ndihmon për të kapërcyer këtë sfidë.

Pajisjet matëse të gravitetit, të quajtura gravimetra, në vetvete nuk janë të reja. Ato përdoren për çdo gjë, nga kërkimi i konstanteve fizike deri te hartimi i peizazheve të thyer. Gravimetrat modernë, të avancuar përdorin atome. Nëse impulsoni dy atome me lazer dhe i dërgoni në pika të ndryshme, një fushë gravitacionale do të ndikojë në të dy në mënyra paksa të ndryshme. Ju mund ta matni atë fushë gravitacionale duke i mbivendosur ato dy atome dhe duke zbuluar dallimet në vetitë e tyre kuantike.

Por kur fizikanët përpiqen të rrisin rezolucionin në përpjekjet për të parë objekte me madhësi prej disa metrash, të tilla si tubat dhe kalimet nën tokë, sensorët konvencionalë të gravitetit godasin një mur. Ndryshimet e tokës, zhvendosjet e temperaturës dhe madje edhe fushat e lehta magnetike mund t’i hedhin ato.

Pra, sensori i ri ka një qasje të ndryshme. Studiuesit e quajnë atë një orë rëre; çdo “llambë” përmban një re me atome rubidiumi të bllokuara në një kafaz magnetik, të pulsuar përmes një lazeri. Retë e dyfishta nënkuptojnë se ajo pajisje ka në mënyrë efektive dy gravimetra të veçantë. Si rezultat, studiuesit jo vetëm që mund të matin një fushë gravitacionale, por edhe ta matin atë në dy lartësi të ndryshme.

Nuk është sensori më i ndjeshëm i gravitetit kuantik në botë, por është një nga të parët që largohet nga laboratori. Në një test të botës reale, ky gravimetër i ngjashëm me orë rëre zbuloi një tunel të groposur nën një rrugë në Birmingham, Angli.

“Me sa dimë, instrumenti ynë ka qenë i pari që ka zbuluar një objektiv të vërtetë nëntokësor me rëndësi për inxhinierinë civile jashtë mjedisit laboratorik,” bashkautori i studimit Kai Bongs, një fizikant në Universitetin e Birminghamit në Mbretërinë e Bashkuar. tha për Space.com. “Ky është me të vërtetë një përparim në bërjen praktike të teknologjisë kuantike.”

Gravimetri i ri mund të bëhet një mjet i mrekullueshëm për hartëzimin e veçorive të ndërtuara nën tokë.

Dhe këta gravimetra nuk janë të kufizuar për t’u përdorur në Tokë. Në fakt, Agjencia Evropiane e Hapësirës (ESA) tashmë është e interesuar t’i çojë ato në platformën e lëshimit. Gjenerata e ardhshme e satelitëve të vëzhgimit të Tokës nga ESA mund të mbajë sensorë si këta, që matin gjëra të tilla si uji nëntokësor, qarkullimi i oqeaneve të botës dhe se si këto gjëra po ndikohen nga ndryshimet klimatike.

“Kjo mund të shtrihet në eksplorimin e planetëve të tjerë në sistemin diellor, duke kuptuar më shumë rreth strukturës së tyre të brendshme,” tha Bongs për Space.com.

Dërgimi i gravimetrave për të studiuar botët e tjera nuk është diçka e re. Në vitin 2012, misioni GRAIL i NASA-s dërgoi një palë anije kozmike për të hartuar fushën gravitacionale të Hënës dhe për të hequr sipërfaqen e saj. Ai mision hetoi shtresat e brendshme të hënës me saktësi të paprecedentë, studioi materialin nën pellgjet e goditjes dhe zbuloi se cilat mund të ishin shenjat e shpellave nëntokësore.

Tani, nëse interesi i ESA-së është ndonjë tregues, këta gravimetra të gjeneratës së ardhshme mund të përdoren për të gjetur ujë nëntokësor në Hënë – ose në botë të tjera, si Marsi.