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Innovative Entwicklungen könnten schon bald die Notwendigkeit von Satellitennetzwerken wie GPS für die Navigation obsolet machen.Ein Team von Forschern hat kürzlich einen bedeutenden Durchbruch erzielt, indem sie einen extrem genauen Bewegungs-Sensor entwickelt haben, der es ermöglicht, Standorte allein durch präzise Bewegungsmessungen zu bestimmen.
Quantenmesstechnik auf dem Vormarsch
Forscher an den Sandia National Laboratories haben erstmals Silizium-Photonik-Mikrochips verwendet, um Atominterferometrie durchzuführen - eine fortschrittliche Methode zur genauen Messung von Beschleunigung.Dieser bahnbrechende Fortschritt ebnet den Weg für die Entwicklung eines Quantenkompasses, der in Umgebungen ohne GPS für die Navigation genutzt werden kann.
Die wegweisenden Ergebnisse des Teams wurden als Titelgeschichte in der renommierten Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht, wobei ein leistungsstarker Silizium-Photonik-Modulator präsentiert wurde.
Dieser Modulator bildet das Herzstück eines kompakten Lasersystems, das auf einem Chip integriert werden kann.
Durch die potenzielle Ersetzung sperriger konventioneller Lasersysteme, die bisher die Größe eines Kühlschranks hatten, verspricht diese Technologie eine Revolution in der Navigation.
Präzise Navigation auch ohne GPS-Signale
In vielen Szenarien sind Navigations-Satellitensignale nicht verfügbar, sei es in Gebäuden oder in konfliktreichen Gebieten, in denen Funkfrequenzen gestört werden können. Die Quantenmesstechnik bietet hier eine Lösung, indem sie präzise Navigation auch in solchen Umgebungen ermöglicht.Der Sensor benötigt lediglich einen bekannten Referenz-Standort, um anhand von Beschleunigungsdaten den aktuellen Standort präzise zu bestimmen.
Diese Methode wird bereits bei der Navigation in Gebäuden oder Tunneln angewendet, wobei herkömmliche Beschleunigungsmesser in Smartphones und anderen Geräten nur begrenzte Genauigkeit bieten.
Die neu entwickelte Technologie der Sandia-Forscher könnte nicht nur in der Navigation, sondern auch in anderen Bereichen wie der Lokalisierung unterirdischer Hohlräume und Ressourcen, die minimale Schwerefeldveränderungen verursachen, Verwendung finden.
Die optischen Komponenten, einschließlich des Modulators, könnten auch in Technologien wie LIDAR, Quantencomputing und optischer Kommunikation eingesetzt werden.
Mit Fortschritten in der Miniaturisierung und Kosteneffizienz dieser Technologie besteht die Aussicht, dass sie bald breit eingesetzt werden könnte.
Die Forscher arbeiten kontinuierlich daran, Größe, Gewicht und Energiebedarf dieser Systeme weiter zu reduzieren, um sie für den alltäglichen Einsatz zu optimieren.
