Inovasi Sensor Gravitasi Kuantum dapat Mendeteksi Pasokan Air dalam Planet

Berita Baru, Inggris – Sensor gravitasi kuantum, yang digunakan untuk mendeteksi dampak gravitasi pada berbagai fitur Bumi, ternyata juga dapat digunakan untuk mendeteksi pasokan atau kantong air tanah maupun celah terowongan di sebuah planet.

Dilansir dari Dailymail.co.uk, pada 2 April, dengan versi ultra sensitif dari sensor ini, diperlukan untuk deteksi akurat perubahan kecil di medan gravitasi bumi, awalnya dapat terdistraksi oleh getaran sekecil apa pun, tetapi tim dari University of Birmingham di Inggris mengatakan mereka telah mengatasi hal ini.

Perangkat pengukuran gravitasi seperti jam pasir yang baru, yang dikenal sebagai gravimeter, menggunakan atom yang berdenyut dengan laser untuk menyelidiki medan gravitasi di dua titik berbeda.

Ini telah digunakan untuk menemukan terowongan yang terkubur sekitar 3 kaki di bawah tanah, dan dapat digunakan di masa depan untuk mempelajari bawah permukaan planet dan bulan yang tidak ramah.

Mengintip dari luar angkasa, itu dapat digunakan untuk memahami pola cuaca di awan Venus, atau menemukan gua air bawah tanah di bulan atau Mars.

Pada tingkat yang lebih praktis, tim mengatakan itu bisa mengurangi biaya dan penundaan terkait dengan proyek konstruksi, kereta api dan jalan, dan meningkatkan prediksi letusan gunung berapi.

Pekerjaan baru, oleh tim Inggris, menandai pertama kalinya sebuah objek yang tersembunyi di bawah tanah telah terdeteksi menggunakan teknologi kuantum.

Ini adalah tonggak penting, karena ini adalah penggunaan efektif pertama dari gradiometer gravitasi kuantum di luar kondisi laboratorium di mana getaran dapat diminimalkan.

Gradiometer gravitasi kuantum digunakan untuk menemukan terowongan yang terkubur di luar ruangan dalam kondisi dunia nyata, memenangkan perlombaan internasional untuk menggunakan teknologi di luar.

Sensor bekerja dengan mendeteksi variasi gayaberat mikro menggunakan prinsip fisika kuantum, yang didasarkan pada manipulasi alam pada tingkat submolekul.

Keberhasilan membuka jalur komersial untuk pemetaan yang lebih baik secara signifikan dari apa yang ada di bawah permukaan tanah.

Profesor Kai Bongs, Kepala Fisika Atom Dingin di Universitas Birmingham mengatakan: “Ini adalah seperti ‘momen Edison” dalam penginderaan yang akan mengubah masyarakat, pemahaman manusia dan ekonomi.

“Dengan terobosan ini kami memiliki potensi untuk mengakhiri ketergantungan pada catatan buruk dan keberuntungan saat kami mengeksplorasi, membangun, dan memperbaiki. Selain itu, peta bawah tanah dari apa yang saat ini tidak terlihat sekarang selangkah lebih dekat, mengakhiri situasi di mana kita tahu lebih banyak tentang Antartika daripada apa yang terletak beberapa kaki di bawah jalan-jalan kita.”

Sensor gravitasi saat ini dibatasi oleh berbagai faktor lingkungan, terutama di sekitar getaran, yang membatasi waktu pengukuran. Jika keterbatasan ini dapat diatasi, survei dapat menjadi lebih cepat, lebih komprehensif, dan berbiaya lebih rendah.

Sensor yang dikembangkan oleh Dr Michael Holynski, Kepala Atom Interferometry di Birmingham dan penulis utama studi ini, adalah gradiometer gravitasi.

Sistem ini mengatasi getaran dan berbagai tantangan lingkungan lainnya agar berhasil menerapkan teknologi kuantum di lapangan.

Tim mengatakan terobosan memungkinkan survei gravitasi yang lebih murah, dan lebih andal yang dapat disampaikan sepuluh kali lebih cepat daripada teknik saat ini.

Sensor gravitasi saat ini membandingkan sedikit perbedaan dalam posisi gelombang cahaya yang identik yang baik untuk struktur besar, tetapi tidak untuk objek tersembunyi.

Jenis baru dari sensor gravitasi kuantum ini mencakup filter yang menggunakan sifat atom seperti gelombang di awan ultra-dingin yang jatuh bebas.

Gravitasi memiliki dampak yang sangat kecil pada atom, tetapi cukup untuk menunjukkan komposisi tanah di bawahnya, menunjukkan celah seperti terowongan.

Profesor George Tuckwell, Direktur Geosains dan Teknik di RSK, mengatakan: “Deteksi kondisi tanah seperti pekerjaan tambang, terowongan, dan tanah yang tidak stabil merupakan hal mendasar bagi kemampuan kami untuk merancang, membangun, dan memelihara perumahan, industri, dan infrastruktur.”

“Kemampuan yang ditingkatkan yang diwakili oleh teknologi baru ini dapat mengubah cara kami memetakan tanah dan melaksanakan proyek-proyek ini”

Dr Gareth Brown, bersama Project Technical Authority for Quantum Sensing dan Senior Principal Scientist di Dstl, mengatakan pengukuran getaran yang akurat dan cepat dalam gayaberat migro memiliki sejumlah implikasi, termasuk untuk pertahanan nasional.

“Saat teknologi penginderaan gravitasi matang, aplikasi untuk navigasi bawah air dan pengungkapan bawah tanah akan menjadi mungkin,” katanya.

Mereka juga memiliki kegunaan di orbit, melekat pada satelit pengamatan Bumi, Badan Antariksa Eropa dapat menggunakannya untuk mengukur air bawah tanah, sirkulasi lautan, dan dampak sistem tersembunyi terhadap perubahan iklim.

“Ini mungkin diperluas ke eksplorasi planet lain di tata surya, memahami lebih banyak tentang struktur bagian dalam mereka,” kata Bongs kepada Space.com.

NASA telah melakukan hal ini, mengirimkan gravimeter ke luar angkasa dalam misi GRAIL, memetakan medan gravitasi bulan dan mengintip ke bawah permukaan.

Itu tidak dalam bentuk yang lebih maju, gravimeter kuantum baru, tetapi masih memungkinkan para astronom untuk melihat lapisan interior bulan dalam akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya, bahkan mengungkapkan apa yang mungkin menjadi gua bawah tanah.

Jika salah satu dari bentuk baru gravimeter ini pergi ke luar angkasa, itu dapat digunakan untuk menemukan bukti air bawah tanah di bulan atau Mars.

Temuan deteksi baru ini telah dipublikasikan di jurnal Nature.