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Spazio e Scienze

Un accelerometro quantistico per navigare anche senza GPS

Il dispositivo può determinare posizione e movimento con precisione anche senza satelliti, e trova applicazione nella ricerca scientifica.

Scienziati dell’Imperial College di Londra, insieme a M Squared, hanno sviluppato un accelerometro quantistico, che rende possibile una navigazione precisa anche in assenza di GPS. Il progetto è stato realizzato nell’ambito del UK National Quantum Technologies Programme, e finanziato tramite diverse iniziative governative, che uniscono gli sforzi in ambito militare e civile.

A muoverne la realizzazione è la necessità di sistemi di posizionamento e trasporto che possano funzionare anche in assenza di GPS e altri sistemi satellitari. In altre parole, c’è il desiderio di rendere un veicolo – diciamo un trasporto marittimo – indipendente da sistemi esterni e non totalmente affidabili come appunto i satelliti del Global Positioning System.

La risposta arriva dalla meccanica quantistica. L’accelerometro realizzato dal team britannico, infatti, usa un sistema laser per raffreddare gli atomi a temperature bassissime, e ottenere ciò che chiamano un “atomo interferometro”. Il dispositivo così ottenuto permette di tracciare velocità e spostamenti con una grandissima precisione e, ancora più importante, mantiene le prestazioni anche in assenza di un riferimento esterno (il satellite appunto). Nota la posizione di partenza, dunque, si può usare per tracciare la posizione anche in mancanza di altri sistemi.

In estrema sintesi, gli atomi superfreddi dentro al dispositivo rispondono ai movimenti, un po’ come l’acqua dentro a una bottiglia quando la agitiamo (molto approssimativamente). Un sistema ottico, realizzato con gli stessi laser, può misurare i movimenti degli atomi rispetto al sistema, e usare i valori per tracciare la posizione del dispositivo stesso, usando come unico riferimento il punto di partenza.

Anche sugli smartphone è presente un accelerometro, ma non è la stessa cosa naturalmente. La differenza, determinante, sta nel fatto che un moderno telefono non offre la stessa precisione. E in mancanza di segnale GPS le prestazioni dell’accelerometro decadono piuttosto rapidamente, finendo per diventare inutili. Oltre che per la navigazione, il dispositivo può trovare applicazione nella ricerca scientifica, per esempio nell’ambito della materia oscura e delle onde gravitazionali.

Anche con il computer di casa si può fare ricerca scientifica, ma per calcoli complessi è meglio avere una scheda grafica potente.