Os trens do futuro poderão em breve saber exatamente onde estão no subsolo – mesmo em locais onde o GPS é cego – recorrendo às estranhas regras do mundo quântico.
A maioria dos sistemas de rastreamento modernos depende de satélites para identificar a localização, apoiados por acelerômetros que medem pequenos movimentos entre as atualizações do GPS. Funciona bem acima do solo, mas esses acelerômetros se desviam gradualmente, e é por isso que precisam constantemente de correções de satélite.
Contudo, em túneis ou áreas urbanas rodeadas por edifícios altos onde os sinais GPS não chegam, essa rede de segurança desaparece.
Assim, os pesquisadores estão se voltando para algo muito mais exótico: os acelerômetros quânticos.
Em vez de depender de sensores convencionais, esses dispositivos usam nuvens de átomos resfriados até perto do zero absoluto. Nessas temperaturas, os átomos começam a se comportar de maneira estranha – agindo tanto como partículas quanto como ondas. À medida que os átomos “caem” através de um sensor, os seus padrões de onda mudam em resposta à aceleração. Usando o que é efetivamente uma régua óptica ultraprecisa, o sistema pode ler essas alterações com extraordinária precisão, sem a necessidade de satélites.
Essa tecnologia está agora se aproximando da ferrovia. A empresa de pesquisa MoniRail garantiu £ 1,25 milhão adicional do programa de tecnologia quântica do governo do Reino Unido para avançar no trabalho. O financiamento apoia a próxima fase do roteiro do Sistema de Navegação Inercial Quântica Ferroviária (RQINS), que visa desenvolver a navegação quântica para o metrô de Londres – e potencialmente para a rede ferroviária nacional mais ampla.
A abordagem da MoniRail vai além do simples posicionamento. Os sensores instalados nos trens já fornecem uma maneira não invasiva de monitorar as condições dos trilhos, coletando dados sobre a qualidade da viagem e sinalizando falhas emergentes em tempo real.
Naturalmente, os comboios já possuem sistemas de localização baseados em vias, mas normalmente baseiam-se no facto de um comboio estar dentro de um “bloco em movimento”, pelo que a sua precisão é de metros em vez de centímetros. Se você quiser monitorar as condições da pista, quanto mais precisa for a localização da falha suspeita, menos tempo a equipe gastará para repará-la.
A navegação quântica poderia reduzir essa incerteza para centímetros, tornando muito mais rápido identificar exatamente onde está um defeito. No subsolo, ele poderia fornecer o tipo de precisão de localização que os passageiros esperam acima do solo – ao mesmo tempo que atua como um substituto robusto acima do solo se o GPS não estiver disponível.
Pode parecer bom ter, mas em tempos difíceis, não seria irrealista esperar que um governo hostil (ou explosões solares) destruísse as redes de satélite, com impactos substanciais na sociedade, especialmente porque as estimativas sugerem que um único dia de interrupção do GPS poderia custar à economia do Reino Unido mais de 1,4 mil milhões de libras. Um sistema que pode continuar a funcionar independentemente da infra-estrutura espacial de repente parece menos um luxo e mais uma apólice de seguro.
Desde que o veículo tenha um ponto de partida conhecido, os acelerómetros quânticos podem continuar a monitorizar o seu movimento com precisão, independentemente do que esteja a acontecer acima da atmosfera. Em outras palavras, o futuro da navegação móvel pode depender de átomos superfrios se comportando de maneira muito estranha.
O projeto está sendo realizado em colaboração com Transport for London, QinetiQ, PA Consulting, Imperial College London e University of Sussex.
Steve Venables, engenheiro sênior da Transport for London, disse: “Ser parceiro no projeto RQINS destacou o potencial transformador da navegação quântica e a importância do investimento e da colaboração contínuos para dar vida a essas inovações. Comprometemos nosso apoio e parcerias com a indústria e a academia para fornecer benefícios tangíveis à infraestrutura ferroviária do Reino Unido, com foco no impacto no mundo real e na resiliência de longo prazo. Esperamos fazer parte do roteiro de desenvolvimento nesta próxima fase de financiamento do UKRI”.
Fonte: theverge
