كيف يغير نظام "GPS" طريقة استجابتنا للكوارث؟ تقرير يجيب

نظام "GPS" للأشعة الكونية

كتبت سماح لبيب

الأربعاء، 21 يونيو 2023 05:00 ص

يمكن لنظام جديد يستخدم جزيئات دون ذرية منتجة في أعالي الغلاف الجوي للأرض أن يوفر رؤية داخل البراكين ويساعد في تحديد مكان الأشخاص المحاصرين تحت الأنقاض.

وهنا استغل العلماء المنتجات الثانوية للأشعة الكونية لإنشاء أول نظام "GPS" في العالم يعمل تحت الأرض - ويمكن استخدامه لمراقبة البراكين والمساعدة في مهام البحث والإنقاذ المستقبلية.

ويقوم نظام تحديد المواقع الجديد ، المسمى نظام الملاحة اللاسلكية ميومتري (MuWNS) ، بمسح الجسيمات دون الذرية الشبحية وفائقة السرعة التي تسمى الميونات لتثليث موضع جهاز الاستقبال المدفون في أعماق الأرض، وفقا لتقرير space.

علاوة على ذلك ، يقول الباحثون إن التكنولوجيا يمكن تصغيرها لتناسب الأجهزة الداخلية مثل الهواتف الذكية، و نشروا النتائج التي توصلوا إليها في 15 يونيو في مجلة iScience .

ويمكن أن تخدم أنظمة الملاحة الداخلية العديد من الأغراض العملية ، بما في ذلك أنظمة توجيه الملاحة الخاصة بالنقل البشري ، وتحديد موقع الشخص المفقود من أجل الإنقاذ في حالات الطوارئ والتشغيل الآلي للروبوت في المصانع وكذلك التنقل عبر المناجم والمرافق تحت الأرض" ، المؤلف الأول هيرويوكي تاناكا ، أستاذ الجيوفيزياء بجامعة طوكيو لـ Live Science. "ومع ذلك ، فإن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير متاح في هذه البيئات إشارات GPS ضعيفة ويمكن حظرها بسهولة بواسطة عائق صغير."

وعندما تصطدم الأشعة الكونية - وهي جسيمات عالية الطاقة تنتجها الشمس ، وانفجارات نجمية تسمى المستعرات الأعظمية ومصادر غامضة خارج مجرتنا درب التبانة - في الغلاف الجوي العلوي للأرض ، فإنها تنفجر في زخات من الجسيمات التي تتحلل في النهاية إلى ميونات على غرار الإلكترونات في بنيتها ، لكنها أثقل بمقدار 207 مرة ، وينطلق ما يقرب من مليون ميونات عبر أجسامنا بسرعة تقترب من سرعة الضوء كل ليلة دون أذى.

على عكس نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وهو أضعف في الارتفاعات العالية ويتدافع تحت الأرض ، فإن بعض الميونات فقط تتوقف عن طريق الأجسام الصلبة - التي تمتص المزيد منها كلما زادت صلابة، وقد مكّن هذا العلماء من تسخير الأمطار الكونية المستمرة لرسم الخرائط الداخلية للأماكن التي يتعذر الوصول إليها ، مثل الأهرامات والبراكين والقلوب النارية للمفاعلات النووية.

وتم إنشاء إصدار سابق من MuWNS ، ويسمى نظام تحديد المواقع ميومتري (muPS) ، من قبل الباحثين لاكتشاف التغيرات في قاع البحر الناتجة عن النشاط التكتوني أو البركاني و يشبه إلى حد كبير نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مع الأقمار الصناعية في السماء ، وتتكون muPS من أربع محطات مرجعية على مستوى السطح تمر خلالها الميونات قبل الوصول إلى محطة استقبال في قاع المحيط.

ولمراعاة وقت انتقال الميونات بين المحطات المرجعية والمستقبل ، قام الباحثون بتوصيل الكاشفات الخمسة بالأسلاك حتى يتمكنوا من إيصال فارق التوقيت بينهم.

للابتعاد عن الأسلاك المرهقة ، توصل الباحثون إلى حل جديد للتأخر الزمني باستخدام ساعات كوارتز عالية الدقة ، ومزامنة المحطات المرجعية مع جهاز الاستقبال مع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) قبل نقلها تحت الأرض.