acecook

Tàu điện ngầm Luân Đôn thử nghiệm la bàn lượng tử thay thế GPS

Kỹ thuật điều khiển
18/06/2024 16:21
Các nguyên tử khi được làm lạnh đến nhiệt độ gần bằng không tuyệt đối sẽ hoạt động như sóng và điều này giúp các nhà nghiên cứu xác định vận tốc của chúng.
aa

Các nguyên tử khi được làm lạnh đến nhiệt độ gần bằng không tuyệt đối sẽ hoạt động như sóng và điều này giúp các nhà nghiên cứu xác định vận tốc của chúng.

tau dien ngam luan don thu nghiem la ban luong tu thay the gps
Hình ảnh đại diện của la bàn lượng tử.

Các nhà khoa học tại Trung tâm Vật chất Lạnh thuộc Đại học Imperial College London những ngày này đang bận rộn vận chuyển vận chuyển một số thiết bị đặc biệt tới hệ thống tàu điện ngầm Luân Đôn. Trong số các vật phẩm này có một loạt tia laser, nguyên tử rubidium và một buồng chân không. Tất cả các thành phần để chế tạo và thử nghiệm la bàn lượng tử trên hệ thống tàu điện ngầm mang tính biểu tượng này.

Hệ thống Định vị Vệ tinh Toàn cầu (GNSS) hiện nay là một công cụ quan trọng đối với ngành công nghiệp giao thông vận tải. Cho dù đi bằng đường bộ, đường biển hay đường hàng không, các hệ thống định vị giúp xác định vị trí chính xác của phương tiện và tính toán thời gian đến đích, một tính năng quan trọng để duy trì chuỗi cung ứng.

Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống định vị này dễ bị đối phương làm nhiễu và cũng dễ bị ảnh hưởng khi thời tiết xấu. Ngay cả khi dịch vụ được cải thiện trong các khu vực đô thị đông đúc bởi các tòa nhà cao tầng và các công trình khác, dịch vụ này cũng chỉ khả dụng cho các phương tiện giao thông dưới lòng đất hoặc hoạt động dưới nước.

Một giải pháp lượng tử

Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Vật chất Lạnh thuộc ICL đang phát triển một la bàn lượng tử sử dụng hành vi của vật chất dưới nguyên tử để xác định chính xác vị trí của một đối tượng, bất kể nó được đặt ở đâu.

Hệ thống này độc lập với hệ thống vệ tinh và có thể hoạt động hiệu quả dưới lòng đất và dưới nước. Điều thú vị là các nhà nghiên cứu không cần phải phát minh ra một thiết bị hoàn toàn mới để đạt được điều này. Thay vào đó, họ đang làm việc với một cảm biến hiện có trong tất cả các điện thoại thông minh ngày nay – gia tốc kế.

Cảm biến có thể tính toán vận tốc của thiết bị đã thay đổi như thế nào theo thời gian. Sử dụng thông tin này cùng với điểm xuất phát của đối tượng, các nhà khoa học có thể xác định vị trí chính xác của nó tại bất kỳ thời điểm nào.

Điểm yếu duy nhất của ý tưởng này là gia tốc kế trong điện thoại thông minh của bạn không chính xác trong thời gian dài, vì vậy nhóm nghiên cứu cần xây dựng một gia tốc kế chính xác hơn bằng cách sử dụng cơ học lượng tử.

tau dien ngam luan don thu nghiem la ban luong tu thay the gps
Các nhà nghiên cứu ICL làm việc trên một đoàn tàu ngầm được sử dụng để kiểm tra đường ray. Ảnh: ICL

Kiểm tra trên Tàu điện ngầm

Khi các nguyên tử được làm lạnh đến nhiệt độ cực thấp, chúng hoạt động giống như sóng. Sử dụng thông tin về cách chúng di chuyển, các nhà vật lý có thể đo lường những thay đổi về vị trí của thiết bị.

Các nhà nghiên cứu tại ICL đang sử dụng các nguyên tử rubidium trong thiết lập của họ và một loạt tia laser để làm lạnh chúng đến nhiệt độ ngay trên độ không tuyệt đối. Toàn bộ cụm lắp ráp này nằm bên trong một buồng chân không và kết quả đầy hứa hẹn đã thu được khi thử nghiệm trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Để thử nó trong thế giới thực, các nhà nghiên cứu đã làm việc trên Tàu điện ngầm Luân Đôn, nơi các thành phần đã được sử dụng để tạo ra một thiết bị độc lập có thể đo chính xác vận tốc của tàu và sử dụng nó để xác định vị trí của tàu.

Các thí nghiệm này đang được thực hiện trên các đoàn tàu thử nghiệm theo dõi của Tàu điện ngầm chứ không phải các dịch vụ đi lại. Tuy nhiên, nếu các thử nghiệm thành công, một ngày nào đó chúng có thể được sử dụng trên dịch vụ để theo dõi 540 đoàn tàu phóng to dưới lòng đất vào giờ cao điểm ở thủ đô.

Thí nghiệm này rất hữu ích vì nó tái tạo một kịch bản trong đời thực về việc sử dụng cảm biến dưới lòng đất. Nó cũng sẽ giúp dịch vụ tránh khỏi sự cố khi làm việc trên hàng trăm dặm cáp hiện đang được lắp đặt để theo dõi các chuyến tàu dưới lòng đất.

Hồng Minh (Theo interestingengineering)

Bài liên quan
mca
Tin bài khác
Điểm xét tuyển ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa năm nay giảm ở một số trường

Điểm xét tuyển ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa năm nay giảm ở một số trường

Tính đến hết ngày 23/8, hầu hết các trường đại học trên cả nước đã công bố điểm chuẩn. Nhóm ngành Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa năm nay vẫn là ngành “hot”, nhưng điểm xét tuyển ở một số trường như Trường Đại học Thủy lợi, Trường năm nay giảm hơn điểm chuẩn xét tuyển năm ngoái.
Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/8/2025: Tuổi Mão vượng tài lộc, tuổi Mùi mua sắm quá đà

Tử vi vòng quay công nghệ ngày 24/8/2025: Tuổi Mão vượng tài lộc, tuổi Mùi mua sắm quá đà

Những bí ẩn của khoa học đời sống là "món ăn" tinh thần không thể thiếu trong cuộc sống của con người. Tử vi vòng quay công nghệ xem tử vi 12 con giáp ngày 24/8/2025 cho tất cả các tuổi nhằm dự đoán vận hạn về công danh, tiền bạc, tình duyên, sức khỏe...
Máy bay không người lái bay như chim qua các tòa nhà chọc trời, kiểm tra các trang trại gió ngoài khơi

Máy bay không người lái bay như chim qua các tòa nhà chọc trời, kiểm tra các trang trại gió ngoài khơi

Một loại máy bay không người lái với cánh cố định có khả năng đậu, xoay và lướt như chim cú vừa được các nhà khoa học đến từ Đại học Surrey (nước Anh) giới thiệu và đưa vào thử nghiệm.
Không gian văn hóa đọc giữa lòng di sản

Không gian văn hóa đọc giữa lòng di sản

Trong quần thể di tích Văn Miếu-Quốc Tử Giám, Hồ Văn từ lâu vốn gắn liền với nhiều hoạt động trải nghiệm và giáo dục di sản. Giờ đây, nơi này mang một diện mạo mới khi trở thành “Không gian văn hóa đọc Văn Miếu-Quốc Tử Giám” - điểm hẹn của những người yêu sách, yêu tri thức và mong muốn kết nối với cội nguồn văn hóa dân tộc.
Điểm chuẩn các nhóm ngành công nghệ và kỹ thuật từ 24 điểm trở lên

Điểm chuẩn các nhóm ngành công nghệ và kỹ thuật từ 24 điểm trở lên

Từ chiều 22/8, các trường đại học trên cả nước lần lượt công bố điểm chuẩn sau 10 lần lọc ảo, theo quy định xét tuyển của Bộ GDĐT. Các nhóm ngành công nghệ, công nghệ mũi nhọn, khoa học kỹ thuật của các trường đại học lấy điểm khá cao, trung bình khoảng từ 24 điểm trở lên theo thang 30 điểm THPT.
Ngành Tự động hóa có mức điếm cao thứ 3 ở Trường Đại học Bách khoa TP HCM

Ngành Tự động hóa có mức điếm cao thứ 3 ở Trường Đại học Bách khoa TP HCM

Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP HCM vừa công bố điểm chuẩn theo phương thức xét tuyển tổng hợp năm 2025. Ngành có điểm chuẩn cao nhất là Khoa học máy tính chương trình chuẩn, đạt 85.41 điểm. Trong khi đó, ngành Tự động hóa ở mức 80.77, Top 3 ngành điểm cao ở trường này.
Hội Tự động hóa Việt Nam tổng kết nhiệm kỳ V, định hướng nhiệm kỳ mới

Hội Tự động hóa Việt Nam tổng kết nhiệm kỳ V, định hướng nhiệm kỳ mới

Trong nhiệm kỳ V, Hội Tự động hóa Việt Nam đã đạt nhiều kết quả nổi bật về phát triển hội viên, kết nối doanh nghiệp, thúc đẩy nghiên cứu và truyền thông. Hội tiếp tục đặt mục tiêu đổi mới, mở rộng hợp tác và chuẩn bị cho Đại hội nhiệm kỳ VI, Hội nghị Khoa học và Triển lãm quốc tế VCCA 2026.
Bộ KH và CN yêu cầu nhà mạng tăng cường BTS, mở rộng băng thông dịp 2/9

Bộ KH và CN yêu cầu nhà mạng tăng cường BTS, mở rộng băng thông dịp 2/9

Bộ KH và CN vừa có văn bản gửi các doanh nghiệp viễn thông, yêu cầu triển khai các phương án tăng cường bảo đảm thông tin liên lạc dịp nghỉ Lễ Quốc khánh 2/9/2025.
Lớp học số tinh hoa – Hướng đi chiến lược của THCS Thành Công trong chuyển đổi số giáo dục

Lớp học số tinh hoa – Hướng đi chiến lược của THCS Thành Công trong chuyển đổi số giáo dục

Với định hướng xây dựng môi trường giáo dục hiện đại, năng động, trường THCS Thành Công đã có bước tiến mạnh mẽ trong hành trình chuyển đổi số khi chính thức triển khai mô hình “Lớp học số tinh hoa” trên nền tảng Google.
Từ gia tốc kế đến camera: Cuộc cách mạng mới trong giám sát rung động máy móc

Từ gia tốc kế đến camera: Cuộc cách mạng mới trong giám sát rung động máy móc

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Hiroshima (Nhật Bản) vừa giới thiệu một công nghệ giám sát rung động dựa trên thị giác, hứa hẹn khắc phục những hạn chế cố hữu của các cảm biến cơ học như gia tốc kế hay cảm biến áp điện vốn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp.
song-gia-tri