Японские
ученые испытали подземную навигацию с использованием космических частиц
16 июня
2023
Не секрет, что системы спутниковой навигации
работают далеко не везде. Радиосигналы с орбиты плохо проникают между высокими
зданиями и вовсе блокируются, если приемник находится под землей и на морской
глубине. Зато туда проходят многие мюоны — частицы, которые возникают при
столкновении космического излучения с атомами в верхней атмосфере Земли. С
помощью мюонов изучают внутреннее строение каменных пород и египетских пирамид.
Их использует и новая система навигации, которую разрабатывают физики из
Токийского университета. Ее первые испытания описаны в статье, опубликованной в
журнале iScience.
Высокая проникающая способность мюонов давно
привлекает ученых, которые работают над навигацией внутри помещений, под землей
и водой. В частности, американский Офис военно-морских исследований (ONR)
финансирует создание такой системы для подводных лодок, ?PS.
В этом проекте участвует и японская команда во главе с Хироюки
Танакой (Hiroyuki Tanaka). Параллельно разработчики занимаются более мирным
направлением — беспроводной системой навигации, которую можно будет
использовать под землей: в подвалах и пещерах, шахтах и горных разработках.
Недавно система MuWNS
прошла первые полевые испытания. Ученые установили четыре детектора мюонов на
шестом этаже здания, тогда как с пятым, портативным, двигался человек,
находившийся в подвале. Его положение определялось триангуляцией, как и при
работе GPS, ГЛОНАСС и других спутниковых систем. Координаты вычисляли исходя из
времени прохождения мюонов между опорными детекторами и пользователем. Тесты
показали, что точность работы MuWNS составила от двух
до 25 метров. По словам авторов статьи, этого вполне достаточно для многих
практических задач, в частности отслеживания работающей под землей техники и
поиска людей.
Наш комментарий: известно, что мюоны по своим свойствам (в т.ч. проникающей способностью) не отличаются от электронов
ничем, кроме массы (различие в массе на проникающую способность принципиального
влияния не оказывает). Факт более высокой проникающей способности мюонов можно
объяснить их сверхсветовой скоростью – «обгоняя» электромагнитное поле, они
делаются недоступными для тормозящего действия электромагнитного поля.