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| Imagen de Jiří Groh en Pixabay |
Las partículas subatómicas creadas por colisiones de rayos cósmicos se han utilizado para crear un "nuevo tipo de GPS". En un nuevo estudio, científicos de la Universidad de Tokio han demostrado cómo usaron estas partículas de alta energía para navegar en las profundidades de un edificio en un sótano subterráneo, algo que no sería posible usando el Sistema de Posicionamiento Global (GPS).
La primera hazaña de su tipo es todo gracias a los muones, partículas de alta energía que son producidas por los rayos cósmicos que golpean los átomos en la atmósfera de la Tierra. Los muones "caen" a la Tierra en una lluvia constante, aproximadamente 10 000 por metro cuadrado por minuto, y se mueven a la misma velocidad independientemente de si viajan a través del aire, el agua o las rocas.
Estas cualidades se han utilizado previamente para mirar en el interior de las antiguas pirámides egipcias y las entrañas de los volcanes. Ahora, por primera vez en el mundo, los científicos han utilizado muones para navegar bajo tierra.
"Los muones de rayos cósmicos caen por igual en la Tierra y siempre viajan a la misma velocidad, independientemente de la materia que atraviesen, penetrando incluso kilómetros de roca", dijo en un comunicado el profesor Hiroyuki Tanaka, autor del estudio de Muographix en la Universidad de Tokio. “Ahora, mediante el uso de muones, hemos desarrollado un nuevo tipo de GPS, al que llamamos sistema de posicionamiento muométrico (muPS), que funciona bajo tierra, en interiores y bajo el agua”.
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| Impresión artística de muones lloviendo sobre la Tierra. Crédito: ©2015 Hiroyuki K.M. Tanaka |
Los dispositivos GPS convencionales usan datos de satélites para ubicar un punto específico en la Tierra en un proceso llamado trilateración. En pocas palabras, un dispositivo GPS puede determinar su ubicación en la Tierra calculando su distancia desde el satélite A, el satélite B, etc. Este nuevo método funciona con un principio similar, pero utiliza los sensores de detección de muones como punto de referencia en lugar de satélites en órbita terrestre baja.
Los investigadores llevaron a cabo un experimento en el que se colocaron cuatro estaciones de referencia de detección de muones en el sexto piso de un edificio mientras una persona llevaba un detector receptor al sótano. A medida que el individuo caminaba de un lado a otro del pasillo del sótano, pudo seguir su movimiento con una precisión relativamente buena.
“La precisión actual de MuWNS está entre 2 metros [6,6 pies] y 25 metros [82 pies], con un alcance de hasta 100 metros [328 pies], según la profundidad y la velocidad de la persona que camina. Esto es tan bueno, si no mejor, que el posicionamiento GPS de un solo punto sobre el suelo en áreas urbanas”, agregó Tanaka. “Pero todavía está lejos de un nivel práctico. La gente necesita una precisión de un metro, y la clave para esto es la sincronización del tiempo”.
Se espera que la precisión pueda mejorarse mediante el uso de relojes atómicos a escala de chip (CSAC), aunque los investigadores dicen que actualmente son muy caros. Sin embargo, a medida que esta tecnología se vuelve más barata y accesible, anticipan que los sistemas de navegación inalámbricos muométricos eventualmente podrían convertirse en una característica común en los teléfonos inteligentes.
El estudio se publica en iScience.