Pro stavební inženýry je často obtížné prozkoumat podzemní místa k pokládání kabelů, potrubí nebo potrubí pro poskytování základních služeb, jako jsou elektřina, voda, plyn a telekomunikační služby. Radar pronikající na zem se vědci obrátili k novější kvantové technologii, aby získali lepší představu o tom, co se děje pod povrchem.
Co jsou senzory kvantové gravitace?
Podle vědců z University of Birmingham funguje nová metoda známá jako detekce kvantové gravitace použitím techniky zvané atomová interferometrie. Tato technika využívá studené atomy jako ideální testovací hmoty k vytvoření gravitačního senzoru, který „může měřit spíše gravitační gradient než absolutní hodnotu“. Vědci tvrdí, že tato metoda se vyhýbá zdrojům hluku, které by mohly interferovat s vnímáním.Článek BBC vysvětluje, že kvantové snímání používá lasery k ochlazení atomů rubidia těsně nad nulu (-273 ° C). Tyto atomy jsou nejprve ve vakuu hozeny nahoru a jsou měřeny, když je gravitace stáhne dolů.
a) Znázornění doby trvání laserového pulzu k excitaci atomu v jeho základním stavu proti možnosti identifikace dvoustupňového atomu v excitovaném stavu. b) Jak funguje atomový interferometr jako gravitační senzor. Obrázek s laskavým svolením přírody.
Zatímco kvantové senzory se již s velkým úspěchem používají v ropném a plynárenském průmyslu, očekává se, že kvantové senzory studených atomů určené k provozu na povrchu budou lepší v detekci a sledování podzemních objektů. Doposud však nebyla věnována velká pozornost potenciálním výhodám dobře umístěných senzorů kvantové gravitace.
Kvantové gravitační senzory pro vrtání
Projekt Gravity Delve (GDP) spojuje britské akademiky Quantum Technology Hub Sensors and Timing (vedené University of Birmingham) a specialisty na pozadí technologie Nemein Ltd, aby prozkoumali kvantové gravitační senzory založené na atomové interferometrii Nemein Ltd je v současné době získávání energie a snímání prostředí vyvíjí zařízení, které lze umístit do jamek. Podle společnosti tato technologie umožní použití kvantového senzoru univerzity v Birminghamu vyvinutého jako součást HDP v drsných podmínkách hlubinného prostředí.
Gravitační senzory se již úspěšně používají v ropném a plynárenském průmyslu. Obrázek s laskavým svolením University of Birmingham
Výzkumný pracovník z University of Birmingham, Dr. Jamie Vovrosh uvedl, že projekt nabízí příležitost využít „mimořádného výkonu“ kvantových senzorů studených atomů v nových aplikacích. Může „otevřít cestu k realizaci budoucích ekonomických a sociálních výhod“. Výzkum skupiny byl publikován v časopise Nature.
Minimalizujte dopad těžby uhlovodíků na životní prostředí
Na základě současné práce univerzity v Birminghamu na gravitačních senzorech studených atomů bude projekt zkoumat osvědčené postupy, jako je zachycování a ukládání uhlíku (CCS) a zásobníky uhlovodíků a geotermálních zdrojů, jakož i zkoumání toho, jak je kvantové zařízení. komerčně použitelný, může nahradit nebo vylepšit stávající technologii pro optimalizaci zásobníků CCS a minimalizaci dopadu těžby uhlovodíků na životní prostředí.
Různé aplikace pro kvantovou detekci. Obrázek s laskavým svolením ESA a Teledyne Imaging
Vědci také tvrdí, že projekt zlepší přechod od fosilních paliv k obnovitelné energii. V rámci projektu bude vyvinut design inovativního dobrého kvantového senzoru studených atomů, který by mohl vést k prvnímu nákladově efektivnímu a efektivnímu kvantovému senzoru hlubokých vrtů. Po vývoji se očekává, že technologie založené na atomovém interferometru budou výrazně menší se zlepšenou citlivostí a rychlejšími časy měření lehčí a energeticky účinnější. Technický ředitel společnosti Nemein Lawrence Till k tomu dodává: „Gravity Delve není jen projekt optimalizace CCS a těžby energie. studna. Jako identifikovatelný projekt je zásadní prokázat, že kvantovou technologii lze použít v nejnáročnějších prostředích reálného světa a ukázat hmatatelné výhody pro životní prostředí. “