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A Royal Navy realizou o primeiro teste de um sistema de navegação quântica que pode permitir que uma embarcação saiba sua posição precisa em qualquer lugar do mundo sem o uso de GPS.
A tecnologia, desenvolvida por físicos do Imperial College de Londres, explora as propriedades quânticas dos átomos para medir o movimento de um objeto com mais precisão do que por meios convencionais.
Um navio equipado com a tecnologia poderia navegar com mais precisão do que com cartas e bússola e sem a navegação por satélite da qual o mundo agora depende.
“Às vezes isso pode sofrer interferência ou às vezes não funciona”, disse o capitão Tom Ryan, chefe da Marinha X, a divisão de pesquisa da Marinha Real.
“Portanto, a capacidade de ter uma maneira nova e inovadora de traçar sua posição com precisão, com muita precisão, é fundamental para a maneira como a Marinha Real e os militares fazem negócios”.
A Marinha Real não será desenhado exatamente como a tecnologia pode ser usada.
Mas o fato de submarinos não poderem usar GPS enquanto estão submersos, e que a Marinha não costuma comentar sobre qualquer tecnologia usada em submarinos, pode ser uma pista.
Estamos na ponte de comando do XV Patrick Blackett, o novo navio experimental da Marinha.
O navio é elegante, com janelas coloridas, um casco preto brilhante e um drone de fibra de carbono de aparência ameaçadora em seu convés – é muito James Bond.
O dispositivo de navegação quântica é amarrado e protegido em um contêiner de transporte
No entanto, o acelerômetro quântico que está testando não poderia ser menos.
Sentado em um contêiner de transporte e preso com correias de carga, há uma caixa branca do tamanho de uma geladeira, conectada a computadores.
“Este é um ambiente muito exótico para um desses tipos de sensores”, disse o Dr. Joe Cotter, do Imperial College, que ajudou a desenvolvê-lo.
“Um dos grandes desafios é fazê-lo funcionar no mundo real, onde as coisas estão se movendo, os campos magnéticos estão mudando.
“Existem muitas vibrações que precisamos gerenciar para manter essa coisa estável o suficiente para poder operar.”
O conteúdo da caixa branca é secreto, então para termos uma ideia de como ela funciona visitamos seu protótipo no Laboratório Blackett do Imperial College (batizado, por acaso, pelo mesmo cara do navio – um ex-físico naval que ganhou o Prêmio Nobel pela descoberta dos raios cósmicos).
O dispositivo contém, esfria e mede uma nuvem de cerca de um bilhão de átomos de rubídio-87
O acelerômetro quântico – para dar o nome correto – é composto por uma esfera de aço amassada com vários dutos e fios saindo dela.
Mas é essencialmente uma câmara para segurar, resfriar e medir uma nuvem de cerca de um bilhão de átomos de rubídio-87.
Os pesquisadores usam luz laser para prender os átomos.
Quando estão apenas alguns milionésimos de grau acima do zero absoluto, seu comportamento quântico começa a dominar: eles começam a se comportar menos como partículas e mais como uma onda.
Ao manipular e medir esse comportamento é possível medir com extrema precisão a influência da gravidade em seu sistema, o que por sua vez permite medir a velocidade e a direção de seu movimento.
O XV Patrick Blackett retratado em Portsmouth
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“Ao codificar esses sinais de aceleração e rotação nos estados internos dos átomos, eles serão protegidos do mundo real”, disse o Dr. Cotter.
“Isso nos permite executá-los por muito, muito mais tempo, o que no futuro deve permitir que você navegue por muito mais tempo sem ter que corrigir sua referência usando outros tipos de tecnologia”.
O dispositivo de laboratório faz uma medição de posição cerca de uma vez por segundo.
Ao conhecer a direção da viagem ao longo do tempo, os computadores podem manter uma verificação constante da posição da nave.
Versões mais rudimentares dessa abordagem, chamadas de sistemas de navegação inercial, foram usadas em mísseis, espaçonaves e submarinos.
O teste da Marinha deve permitir que eles entendam se o frágil sistema quântico pode se tornar robusto o suficiente para funcionar praticamente durante uma vida no mar.
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