研究人员基于宇宙射线开发出的无线导航技术成功完成首次测试你都知道哪些?

cht 2023-07-10 8次阅读

  GPS 系统是当代日常生活支柱,协助多种程序执行导航、地图绘制等功能,但最大缺点为无线电波讯号不能穿过建筑物、岩石或水。 为此,日本研究人员开发出另一种仰赖宇宙射线 μ子的无线导航系统,近日成功完成首次测试。

研究人员基于宇宙射线开发出的无线导航技术成功完成第一次测试你都知道哪些?

  GPS 系统工作原理归于三角测量技术,卫星绕地球运行并以无线电载波传送讯号,但无线电波是种容易被阻挡的光,比如当你经过隧道时汽车广播会中断、GPS 在高纬度地区效果不佳等,因此日本东京大学团队尝试开发一种基于宇宙射线粒子的新型 GPS:muometric 无线导航系统,解决 GPS 过去难穿透地下或水下的缺点, 比前者更擅长追踪地下运动。

  缇子μ子是种不稳定次原子粒子,平均寿命 2.2 微秒,与其他不稳定的次原子粒子相比,缇子寿命相对较长,由于质量比电子大,因此缇子在电磁场中的加速和偏转比电子要慢,发出的轫致辐射也较电子少,这使缇子能比相同能量的电子穿透更厚物质。

  当宇宙射线撞击地球上层大气会分解成大量次原子粒子,最终衰变成μ子,穿透数十万米大气层均匀落到地球上,据计算每晚约有100万个μ子以接近光速的速度无害穿过我们身体,且无论穿过什么物质比如数公里厚岩石圈,它们都以相同速度行进。

  团队最初开发的muPS系统受到有线限制,对四处走动的人来说不太实用,98迷科,直到最近成功将系统无线化,通过将4个μ子探测站置于地面,一个μ子探测接收器置于人身上,当大量μ子落下时首先穿过探测器再抵达接收器,两者时间差让研究人员可利用μ子进行三角测量、执行导航功能。

  研究人员表示,这项无线导航技术有朝一日可协助救援行动、海底与火山监测,研究下一步是简化MuWNS系统并整合至智能手机中。 新论文发表在《iScience》期刊。


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