GPS,即我們賴以引導核導彈和指引遊客前往拉什莫爾山的全球定位系統,已成為敵方攻擊的成熟目標。為了應對這種情況,美國科學家正在開發新的方法,利用物質波來測量加速度,從而繞過被遮蔽的 GPS 訊號。
GPS 很脆弱,因為衛星廣播給智慧手機和汽車等接收器的無線電訊號非常微弱,即使是低功率干擾器也很容易遮蔽它們。(GPS 裝置使用來自多顆衛星的訊號來三角定位其位置。)在過去十年中,中國和其他國家已經將用於自身區域導航系統的衛星送入軌道,這些衛星在不同的頻率上工作,這意味著在戰場上,他們可以遮蔽美國的訊號,而不會干擾自己的訊號。
為了規避這種潛在風險,美國科學家正在開發可以在 GPS 訊號被切斷時跟蹤物體位置的小工具。這些慣性測量單元(IMU)透過測量自上次 GPS 讀數以來加速度的變化來確定目標的位置。到目前為止,基於從機械到雷射等各種技術的此類裝置通常體積龐大,並且在長時間使用後容易出錯。然而,透過利用物質的量子力學特性,工程師們已經開發出可能精確 1000 倍的小工具。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
美國空軍首席科學家沃納·J·A·達姆解釋說,這些“冷原子”裝置使用雷射和磁鐵將原子雲限制在非常窄的能量範圍內。(這種約束使它們在量子力學意義上是“冷的”,而不是在溫度上。)在這些條件下,科學家可以檢測到物質表現得像波一樣。這些裝置將這些物質波分成兩部分,並將每一部分沿相反方向傳送,然後再將它們重新組合在一起。如果裝置在波分開時移動,則一個波將比其對應波稍早感受到加速度。雷射在波重新組合時檢測到這種變化。由於波的波長非常小——只有十億分之一米大小——科學家可以使用它們進行超精確的加速度測量。這些小工具可能在十年內準備好廣泛使用。