للعثور على ميزات مثل المياه الجوفية تحت سطح الأرض - أو تحت سطح عالم آخر - يمكن للعلماء الشعور بالعلامات الدقيقة التي تتركها تلك الميزات في مجال الجاذبية للكوكب.
لكن ليس من السهل الحصول على هذه القياسات. أنت بحاجة إلى أدوات حساسة للغاية ، وحتى أدنى اهتزازات يمكن أن تؤدي إلى التخلص من القياسات. الآن ، عرضت مجموعة من الفيزيائيين جهاز قياس جاذبية يشبه الساعة الرملية يقولون إنه يساعد في التغلب على هذا التحدي.
أجهزة قياس الجاذبية ، التي تسمى مقاييس الجاذبية ، ليست جديدة في حد ذاتها. يتم استخدامها في كل شيء من فحص الثوابت الفيزيائية إلى رسم خرائط للمناظر الطبيعية الوعرة. تستخدم أجهزة قياس الجاذبية الحديثة والمتطورة الذرات. إذا قمت بنبض ذرتين بالليزر وأرسلتهما إلى نقاط مختلفة ، فسيؤثر مجال الجاذبية على الاثنين بطرق مختلفة قليلاً. يمكنك قياس مجال الجاذبية هذا عن طريق تداخل هاتين الذرتين وإلغاء الاختلافات في خصائصهما الكمومية.
ولكن عندما يحاول علماء الفيزياء تعزيز الدقة في محاولاتهم لرؤية أشياء بحجم بضعة أمتار ، مثل الأنابيب والممرات تحت الأرض ، تصطدم مستشعرات الجاذبية التقليدية بالحائط. يمكن أن تؤدي الاختلافات الأرضية وتغيرات درجة الحرارة وحتى المجالات المغناطيسية الطفيفة إلى التخلص منها.
لذا فإن المستشعر الجديد يتخذ نهجًا مختلفًا. يسميها الباحثون الساعة الرملية. تحتوي كل "بصيلة" على سحابة من ذرات الروبيديوم المحبوسة في قفص مغناطيسي ، تنبض من خلال الليزر. تعني السحب المزدوجة أن هذا الجهاز يحتوي فعليًا على مقياسين منفصلين للجاذبية. نتيجة لذلك ، لا يستطيع الباحثون قياس مجال الجاذبية فحسب ، بل يمكنهم أيضًا قياسه على ارتفاعين مختلفين.
إنه ليس أكثر مستشعرات الجاذبية الكمية حساسية في العالم ، لكنه من أوائل المستشعرات التي غادر المختبر. في اختبار واقعي ، اكتشف مقياس الجاذبية هذا الذي يشبه الساعة الرملية نفق مرافق مدفون تحت طريق في برمنغهام ، إنجلترا.
"بقدر ما نعلم ، كانت أداتنا هي الأولى في اكتشاف هدف حقيقي تحت الأرض ذي صلة بالهندسة المدنية خارج بيئة المختبر" ، كما قال المؤلف المشارك في الدراسة كاي بونجس ، وهو فيزيائي في جامعة برمنجهام في المملكة المتحدة ، أخبر موقع ProfoundSpace.org. "هذا حقًا اختراق في جعل تكنولوجيا الكم عملية."
يمكن أن يصبح مقياس الجاذبية الجديد أداة رائعة لرسم خرائط الميزات المبنية تحت الأرض.
ولا يقتصر استخدام أجهزة قياس الجاذبية هذه على الأرض. في الواقع ، فإن وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مهتمة بالفعل بنقلهم إلى منصة الإطلاق. قد يحمل الجيل القادم من أقمار مراقبة الأرض التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية أجهزة استشعار مثل هذه ، لقياس أشياء مثل المياه الجوفية ودوران محيطات العالم وكيف تتأثر هذه الأشياء بتغير المناخ.
قال بونجس لموقع ProfoundSpace.org: "قد يمتد هذا إلى استكشاف الكواكب الأخرى في النظام الشمسي ، وفهم المزيد عن هيكلها الداخلي".
إن إرسال أجهزة قياس الجاذبية لدراسة عوالم أخرى ليس بالأمر الجديد. في عام 2012 ، أرسلت مهمة GRAIL التابعة لناسا زوجًا من المركبات الفضائية لرسم خريطة لحقل جاذبية القمر وتقشير سطحه بعيدًا. قامت تلك المهمة بسبر طبقات الجزء الداخلي من القمر بدقة غير مسبوقة ، ودراسة المواد الموجودة تحت تأثير الأحواض ووجدت ما يمكن أن يكون توقيع الكهوف تحت الأرض.
الآن ، إذا كان اهتمام وكالة الفضاء الأوروبية هو أي مؤشر ، فيمكن استخدام مقاييس الجاذبية من الجيل التالي للعثور على المياه الجوفية على القمر - أو في عوالم أخرى ، مثل المريخ.
يجب عليك تسجيل الدخول لتستطيع كتابة تعليق