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Un objeto oculto bajo tierra ha sido localizado utilizando tecnología cuántica, un hito largamente esperado con profundas implicaciones para la industria, el conocimiento y la seguridad.
Investigadores de la Universidad de Birmingham, pertenecientes al Centro Nacional de Tecnología Cuántica en Sensores y Cronometría del Reino Unido, informan de que se trata del primer gradiómetro de gravedad cuántica del mundo fuera de las condiciones de laboratorio.
El gradiómetro cuántico de gravedad, desarrollado en el marco de un contrato para el Ministerio de Defensa y en el proyecto Gravity Pioneer, financiado por el UKRI, se utilizó para encontrar un túnel enterrado a la intemperie en condiciones reales a un metro por debajo de la superficie del suelo. Gana una carrera internacional para llevar la tecnología al exterior.
El sensor funciona detectando las variaciones de microgravedad mediante los principios de la física cuántica, que se basa en la manipulación de la naturaleza a nivel submolecular.
El éxito abre una vía comercial para mejorar considerablemente la cartografía de lo que existe bajo el nivel del suelo, según los investigadores, que publican resultados en Nature.
Esto significará una reducción de costes y retrasos en proyectos de construcción, ferrocarril y carreteras y una mejora de la predicción de fenómenos naturales como las erupciones volcánicas, al tiempo que permitirá el descubrimiento de recursos naturales y estructuras construidas ocultas y comprender los misterios arqueológicos sin dañar las excavaciones.
El profesor Kai Bongs, jefe de Física del Átomo Frío de la Universidad de Birmingham e investigador principal del Centro de Tecnología Cuántica del Reino Unido, Sensores y Cronometraje, resalta que "se trata de un 'momento Edison' en la detección que transformará la sociedad, el entendimiento humano y las economías".
"Con este avance tenemos la posibilidad de acabar con la dependencia de los malos registros y la suerte a la hora de explorar, construir y reparar --añade en un comunicado--. Además, un mapa subterráneo de lo que actualmente es invisible está ahora un paso significativo más cerca, poniendo fin a una situación en la que sabemos más sobre la Antártida que lo que hay unos metros por debajo de nuestras calles".
Los sensores de gravedad actuales están limitados por una serie de factores ambientales. Un reto especial es la vibración, que limita el tiempo de medición de todos los sensores de gravedad para aplicaciones de prospección. Si se consigue superar estas limitaciones, los sondeos podrán ser más rápidos, más completos y de menor coste.
El sensor desarrollado por el doctor Michael Holynski, Jefe de Interferometría Atómica en Birmingham y autor principal del estudio, y su equipo en Birmingham es un gradiómetro de gravedad. Su sistema supera las vibraciones y otros problemas ambientales para aplicar con éxito la tecnología cuántica en el campo.
El éxito de la detección, realizada en colaboración con ingenieros civiles dirigidos por la profesora Nicole Metje de la Escuela de Ingeniería, es la culminación de un programa de desarrollo a largo plazo que ha estado estrechamente vinculado a los usuarios finales desde su inicio.
Este avance permitirá que los futuros estudios de gravedad sean más baratos, más fiables y se realicen 10 veces más rápido, reduciendo el tiempo necesario para los estudios de un mes a unos pocos días. Tiene el potencial de abrir un abanico de nuevas aplicaciones para el estudio de la gravedad, proporcionando una nueva perspectiva del subsuelo.
El profesor George Tuckwell, Director de Geociencia e Ingeniería de la RSK, apunta que "la detección de las condiciones del suelo, como los trabajos en las minas, los túneles y los terrenos inestables, es fundamental para nuestra capacidad de diseñar, construir y mantener viviendas, industrias e infraestructuras. La capacidad mejorada que representa esta nueva tecnología podría transformar la forma en que cartografiamos el suelo y realizamos estos proyectos", añade.
Por su parte, el doctor Gareth Brown, Autoridad Técnica del Proyecto de Detección Cuántica y Científico Principal del Dstl, explica que, "para la defensa y la seguridad nacionales, las mediciones precisas y rápidas de las variaciones en la microgravedad abren nuevas oportunidades para detectar lo que de otro modo sería indetectable y navegar con mayor seguridad en entornos difíciles. A medida que la tecnología de detección de la gravedad madure, serán posibles las aplicaciones para la navegación submarina y la revelación del subsuelo".
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