به نقل از «ایران اکونومیست»

تشخیص حرکات زیر زمین با اولین جی‌پی‌اس پرتوی کیهانی جهان

تاریخ انتشار: ۲۷ خرداد ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۰۰۲۹۹۵

گروهی از دانشمندان با موفقیت اولین جی‌پی‌اس پرتوی کیهانی جهان را برای تشخیص حرکت زیرزمینی و آتشفشان‌ها به نمایش گذاشتند که به طور بالقوه می‌تواند در ماموریت‌های جستجو و نجات آینده کمک کننده باشد.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، پرتوهای کیهانی ذراتی پرانرژی هستند که از فضای بیرونی از منابعی مانند خورشید، کهکشان‌های دوردست، ابرنواخترها و دیگر اجرام آسمانی منشاء می‌گیرند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اگرچه ما نمی‌توانیم مستقیماً پرتوهای کیهانی را ببینیم یا احساس کنیم، اما آنها دائماً زمین را از فضا بمباران می‌کنند.

در واقع، این ذرات به قدری فراوان هستند که دانشمندان تخمین می‌زنند هر دقیقه یک پرتوی کیهانی به یک سانتی‌متر مربع از سطح زمین برخورد می‌کند!

دانشمندان این پرتوهای کیهانی را مطالعه می‌کنند تا در مورد جهان و نحوه تعامل ذرات پرانرژی بیاموزند.

با این حال، اکنون دانشمندان از پرتوهای کیهانی برای ابداع یک سیستم موقعیت‌یاب جهانی(GPS) برای ردیابی حرکات زیرزمینی استفاده کرده‌اند. این سیستم پیشگامانه قادر است دنیای واکنش به فجایع و بلایا را متحول کند.

این گروه پژوهشی به سرپرستی پروفسور هیرویوکی تاناکا از دانشگاه توکیو، یک سیستم ناوبری میومتریک بی‌سیم یا MuWNS را که یک تکنیک ناوبری بی‌سیم جدید است، توسعه داده‌اند.

استفاده از تشخیص میون برای توسعه سیستم‌های موقعیت‌یابی

هنگامی که پرتوهای کیهانی وارد جو زمین می‌شوند، با اتم‌ها و مولکول‌های موجود در هوا برخورد می‌کنند و بارانی از ذرات ثانویه به نام میون(muon) تولید می‌کنند. میون‌ها ذرات زیراتمی بنیادی مانند الکترون هستند، اما وزن‌شان ۲۰۷ برابر بیشتر از الکترون است.

میون‌ها می‌توانند به اجسام جامد نفوذ و از آنها عبور کنند و میزان نفوذ آن به چگالی ماده بستگی دارد. به عنوان مثال، سنگ‌ها و ساختمان‌ها به دلیل چگالی زیاد، میون‌های زیادی را جذب می‌کنند.

در مقابل، جی‌پی‌اس(GPS) که متکی به امواج رادیویی است، در ارتفاعات بالاتر ضعیف‌تر است و به راحتی پراکنده می‌شود. این امر تشخیص حرکت زیرزمینی با استفاده از سیگنال‌های جی‌پی‌اس را دشوار می‌کند.

تاناکا و گروهش از این خاصیت پرتوهای کیهانی برای نقشه‌برداری از فضای داخلی مکان‌های غیرقابل دسترس مانند آتشفشان‌ها، هسته راکتورهای هسته‌ای و اهرام مصر استفاده کردند.

MuWNS چگونه کار می‌کند؟

تاناکا و همکارانش یک نسخه پیشین از MuWNS را به نام سیستم موقعیت‌یابی میومتریک(muPS) ساخته بودند. از muPS برای تشخیص تغییرات کف دریا با استفاده از میون استفاده شد که شامل چهار ایستگاه مرجع در سطح اقیانوس و یک ایستگاه گیرنده در کف اقیانوس بود.

اکنون سیستم MuWNS شامل قرار دادن آشکارسازهای مرجع روی سطح و یک آشکارساز گیرنده در زیر زمین برای تشخیص عبور میون‌ها است.

این سیستم با تجزیه و تحلیل زمان و جهت میون‌ها، موقعیت نسبی آشکارساز گیرنده در زیر زمین را در رابطه با آشکارسازهای مرجع روی سطح به شکل یک مثلث ردیابی می‌کند.

آشکارسازهای مرجع و گیرنده با استفاده از ساعت‌های کوارتز با دقت بالا برای جلوگیری از اختلاف زمان و اطمینان از دقت در موقعیت‌یابی هماهنگ می‌شوند.

هنگامی که تمام داده‌ها جمع‌آوری شد، برای بازسازی مسیرهای میون‌ها برای ایجاد یک مدل یا نقشه از منطقه زیرزمینی استفاده می‌شود. این نقشه می‌تواند اطلاعات ضروری، مانند ترکیب و چگالی موادی را که میون با آنها مواجه می‌شود، فراهم کند، بنابراین امکان تجسم ساختارهای زیرزمینی و ویژگی‌های جغرافیایی را فراهم می‌کند.

این گروه سیستم MuWNS خود را با قرار دادن آشکارساز گیرنده در زیرزمین یک ساختمان و قرار دادن چهار آشکارساز مرجع در طبقه ششم همان ساختمان آزمایش کردند.

پژوهشگران مسیر ناوبر زیرزمینی را با غربالگری پرتوهای کیهانی دریافت شده توسط آشکارسازها و گیرنده‌ها با موفقیت بازسازی کردند.

بنابراین این گروه اولین جی‌پی‌اس پرتوی کیهانی را به نمایش گذاشت که می‌تواند در ماموریت‌های جستجو و نجات آینده کمک کننده باشد و همچنین برای نظارت بر آتشفشان‌ها استفاده شود.

گام بعدی آنها ساده‌سازی MuWNS برای گنجاندن آن در تلفن‌های هوشمند است.

پروفسور تاناکا می‌گوید: اندازه آشکارساز گیرنده در مقیاس یک تراشه خواهد شد. ما به همگام‌سازی دقیق زمان نیاز نداریم، بنابراین ساعت اتمی دیگر مورد نیاز نیست و قطعاً می‌توان این سیستم را در تلفن‌های هوشمند قرار داد.

یافته‌های این مطالعه در مجله iScience منتشر شده است.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: جی‌پی‌اس پرتوی کیهانی ، میون

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: میون پرتوهای کیهانی میون ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۰۰۲۹۹۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

عمیق ترین حفره آبی جهان در مکزیک کشف شد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دیلی میل، مانند سیاهچاله های فضایی در منظومه شمسی، ویژگی های مرموزی نیز روی زمین وجود دارند که گودال های آبی هستند. عمق این حفره های عظیم در اقیانوس های زمین ممکن است به اندازه طول آسمانخراش باشد.

تصور می شود این حفره های مذکور که اواخر عصر یخی به وجود آمده باشند، نقاط اکولوژیکی مهمی هستند که انبوهی از گیاهان و حیوانات در آنها زندگی می کنند. اکنون محققان بزرگترین حفره آبی در جهان را شناسایی کرده اند که در خلیج چتومال واقع در مکزیک قرار دارد.

حفره آبی مذکور به نام «تام جا» (Tamm Ja) در زبان قوم مایا به معنی آب عمیق است و عمق آن به ۴۲۰ متر زیرسطح دریا می رسد. محققان تاکنون هیچ گاه به انتهای این گودال نرسیده اند.

پیش از این محققان تصور می کردند تام جا دومین گودال آبی جهان باشد اما اندازه گیری های جدید حاکی از آن است که عمق آن از گودال رکورد دار پیشین که در چین قرار دارد، بیشتر است.

نمونه برداری و بررسی حفره آبی تام جا در سپتامبر ۲۰۲۱ میلادی انجام شد اما محققان سال قبل از وجود آن خبر دادند. به هر روی آنها عمق این حفره را ۲۷۴.۴ متر تخمین می زدند که معادل ارتفاع برج ویلیامز در هیوستن آمریکا است.

اما در واقع تخمین های پیشین ۴۰۰ فوت کوتاه تر از عمق تایید شده فعلی هستند. محققان طی یک بررسی جدید در چتومال مکزیک توانستند با کمک ابزار پروفایلر CTD (رسانایی، دما و عمق) در دسامبر سال گذشته به تخمین دقیق تری از عمق تام جا دست یابند.

این دستگاه مجموعه ای از کاوشگرهاست که به یک قاب فلزی دایره شکل متصل هستند و به وسیله یک کابل به اعماق آب ارسال می شود.

قبل از آن محققان از روش نگاشت صداگیر پژواک(echo sounder mapping) استفاده کردند که با کمک پالس های امواج صوتی عمق را تخمین می زند.

در دسامبر ۲۰۲۳ میلادی یک ماموریت اکتشافی غواصی انجام شد تا شرایط محیطی در این گودال شناسایی شود. سوابق پروفایلر CTD از ۴۲۰ متر زیر سطح دریا فراتر رفت و هنوز به انتهای گودال نیز نرسیده بود. به این ترتیب تام جا به عنوان عمیق ترین گودال آبی جهان تایید شد.

کد خبر 6094137 شیوا سعیدی قوی اندام