Klasickú GPS už nebudeme potrebovať. Vedci skrotili zvukové vlny a vytvorili kompas budúcnosti

Dnešný svet je od GPS navigácie doslova závislý. Používame ju denne v smartfónoch, spoliehajú sa na ňu piloti dopravných lietadiel, záchranári aj lode na oceáne. Problém je, že tento signál z vesmíru sa dá pomerne ľahko vyrušiť alebo oklamať. Stačí, že hacker alebo nepriateľská armáda zapne rušičku, a celá doprava v okolí má obrovský problém.

Vedci preto prišli s nápadom, ako vyrobiť takzvaný kvantový kompas. Je to prístroj, ktorý s vesmírnymi družicami vôbec nekomunikuje, informuje Science Daily. Všetko si počíta sám priamo vo vnútri tvojho telefónu alebo auta. Meria totiž aj tie najmenšie otrasy a zmeny v príťažlivosti Zeme. Vďaka tomu presne vie, kde sa nachádza, hoci by si s ním bol hlboko v betónovom metre alebo v podzemnom tuneli.

Aby však takýto superkompas mohol reálne fungovať, vedci museli urobiť obrovský objav. Postavili úplne nový typ lasera. Klasický laser, ktorý poznáš z hračiek pre mačky alebo od očného lekára, funguje tak, že usmerní drobné čiastočky svetla do jedného tenkého lúča. Tento nový vynález však namiesto svetla strieľa dokonale zosynchronizovaný zvuk a miniatúrne vibrácie na tej najmenšej možnej, kvantovej úrovni. Odborne sa mu hovorí fonónový laser.

Vedci upratali neviditeľný chaos

Za týmto obrovským úspechom stojí tím špičkových fyzikov z amerických univerzít v meste Rochester. Na čele s profesorom Nickom Vamivakasom pracovali na tomto zvukovom laseri dlhé roky. Hoci prvý funkčný model ukázali svetu už v roku 2019, prístroj mal obrovskú slabinu, kvôli ktorej bol mimo sterilných laboratórií úplne nepoužiteľný. Bojoval totiž s neviditeľným nepriateľom, ktorému vedci hovoria tepelný šum, informuje portál CDR.

Zvuk a vibrácie sú na kvantovej úrovni strašne citlivé na zmeny teploty a na otrasy z okolitého prostredia. Aj minimálne oteplenie vzduchu v miestnosti spôsobilo, že sa zvukové vlny vo vnútri lasera začali správať chaoticky. Prístroj tak stratil akúkoľvek presnosť.

Americkí vedci však v novom výskume ukázali svetu geniálny trik. Využili metódu takzvaného stláčania. Pomocou špeciálne namierených svetelných pulzov dokázali zvukové vlny v laseri takpovediac upratať, stlačiť a pevne podržať na jednom mieste. Vďaka tomuto zásahu neviditeľný chaos a tepelný šum úplne zmizli. Vznikol dokonale stabilný systém, ktorý dokáže merať pohyb a zrýchlenie s oveľa väčšou presnosťou, než akú zvládajú akékoľvek dnešné svetelné technológie.

Slovenský kávový unikát mení názov aj rozmery: Roast Different Festival ovládne Refinery Gallery

Röntgen pre našu planétu a pohľad do hlbín Zeme

Tento úspech v praxi neznamená len to, že sa už nikdy nestratíš s autom v tuneli alebo v podzemnej garáži obchodného domu. Keďže tento zvukový laser dokáže tak neuveriteľne detailne merať zemskú príťažlivosť a zrýchlenie, prinesie obrovskú revolúciu aj v iných odvetviach, o ktorých bežný človek málokedy premýšľa.

Príťažlivosť Zeme, teda gravitácia, totiž nie je na každom metre našej planéty úplne rovnaká. Jemne sa mení podľa toho, čo sa nachádza hlboko pod povrchom. Ak stojíš nad pevnou žulovou skalou, gravitácia je nepatrne iná, než keď máš pod nohami obrovské zásoby podzemnej pitnej vody, dutú jaskyňu alebo ložisko ropy.

Nové supercitlivé senzory poháňané týmto zvukovým laserom by tak dokázali fungovať ako akýsi bezpečný röntgen pre celú našu planétu. Geológovia a vedci by vďaka tomu dokázali bez akéhokoľvek kopania nájsť nové prírodné zdroje, kontrolovať stav spodných vôd alebo dokonca s veľkým predstihom varovať obyvateľstvo pred blížiacim sa zemetrasením.

Fyzici navyše veria, že táto technológia im pomôže lepšie pochopiť aj tie najbláznivejšie zákony kvantového sveta, ako je napríklad kvantové previazanie, kedy dve od seba vzdialené častice fungujú v dokonalej harmónii, akoby boli spojené neviditeľným lanom. Sám Albert Einstein tento úkaz kedysi nazval „strašidelným pôsobením na diaľku“, no moderná veda ho dnes mení na realitu. 

Budúcnosť na dosah ruky?

Hoci je kvantový kompas dnes doménou špičkových laboratórií, pri súčasnom tempe technologického pokroku nemusíme na jeho masové využitie čakať desaťročia. Podobne ako sa kedysi obrovské sálové počítače scvrkli do dnešných smartfónov v priebehu pár rokov, aj miniaturizácia kvantových senzorov napreduje míľovými krokmi. Vďaka prelomom, ako je práve fonónový laser, sa už dnes vyvíjajú prototypy „čipových“ kvantových navigácií.

Je teda dosť možné, že už o pár rokov uvidíme prvé komerčné nasadenie v autonómnych autách či dronoch a následne aj v našich vreckách. Éra, kedy budeme mať v telefóne prístroj citlivejší než tie na palubách dnešných ponoriek, je možno oveľa bližšie, než si skeptici myslia.

Čítaj viac z kategórie: Technológie a internet