Каталог Данных Каталог Организаций Каталог Оборудования Каталог Программного Обеспечения Написать письмо Наши координаты Главная страница
RSS Реклама Карта сайта Архив новостей Форумы Опросы 
Здравствуйте! Ваш уровень доступа: Гостевой
Навигатор: Новости/
 
Rus/Eng
Поиск по сайту    
 ГИС-Ассоциация
 Аналитика и обзоры
 Нормы и право
 Конкурсы
 Дискуссии
 Наши авторы
 Публикации
 Календарь
 Биржа труда
 Словарь терминов
Проект поддерживают  



Авторизация    
Логин
Пароль

Забыли пароль?
Проблемы с авторизацией?
Зарегистрироваться




width=1 Rambler_Top100

наша статистика
статистика по mail.ru
статистика по rambler.ru

Реклама на сайте
Новостные ленты

Nplus1.ru: переносной атомный гравиметр увидел в городе подземный тоннель

На сайте "Nplus1.ru" опубликована статья М. Хамадеева "Переносной атомный гравиметр увидел в городе подземный тоннель". Полностью с материалом можно ознакомиться по ссылке.


Ben Stray et al. / Nature, 2022

Британские физики изготовили сверхточный атомный гравиметр, способный обнаруживать подземные приповерхностные пустоты субметрового размера. Ученые успешно испытали его в городских условиях, обнаружив под землей тоннель двухметровой ширины. Их разработка будет полезна в геологии, геодезии и археологии. Исследование опубликовано в Nature.

Атомные интерферометры используют свойства атомов вести себя подобно волне при определенных условиях. Эти приборы чувствительны к фазе колебаний атомных волновых функций, на которую может оказывать влияние напряженность гравитационного поля. Это привело к созданию датчиков градиента квантовой гравитации, которые помогли точнее измерить силу тяжести, гравитационную постоянную и постоянную тонкой структуры и проверить принцип эквивалентности.

Чувствительность атомной интерферометрии к гравитации побудила исследователей использовать ее вне лабораторий для геологических, геодезических и климатических исследований. Мобильные атомные гравиметры показали свою работоспособность в горах, в воздухе, на море и даже в космосе. Их проблемой остается шум, вызванный микросейсмическим вибрациями, который сильно ограничивает разрешающую способность приборов.

Группа британских физиков под руководством Кай Бонгс (Kai Bongs) и Майкла Холински (Michael Holynski) из Бирмингемского университета сообщили о создании атомного гравиметра, способного улавливать изменения гравитационной постоянной, вызванной неоднородностями субметрового масштаба. Ученые продемонстрировали работоспособность прибора в городских условиях, обнаружив под землей тоннель.

Привычный оптический интерферометр основан на разделении светового пучка на две части с последующим их объединением. Как правило, физики используют для этого пластинки, которые частично отражают, а частично пропускают свет. Похожим образом работает и нейтронный интерферометр, где роль делителей и анализаторов играют кристаллы, меняющие направление частиц за счет дифракции Брэгга.

Работа атомных интерферометров также основана на брэгговской дифракции, только не на кристаллах, а на оптических решетках, которые образуются в нужных момент на пересечении лазерных лучей. Сами атомы при этом движутся в режиме свободного падения. Установка настроена таким образом, чтобы сразу после объединения атомы излучили свет. Распределение сигнала атомной флуоресценции дает физикам информацию о фазовых соотношениях между двумя атомными траекториями.

Чтобы избежать систематических ошибок и вибрационного шума, авторы новой работы использовали два таких интерферометра, разделенных высотой в один метр. При одновременном измерении обе части установки испытывают одинаковые погрешности, которые взаимно вычитаются при вычислении градиентного сигнала (то есть разницы в ускорениях свободного падения, деленной на расстояние между интерферометрами). С помощью атомов рубидия, охлажденных до нескольких микрокельвин, физикам удалось добиться неопределенности в измерении этой величины в лабораторных условиях, равной 1,3×10-8 обратных секунд в квадрате.

Главным результатом работы физиков стала сборка мобильной установки. Она показала статистическую неопределенность, равную 2×10-8 обратных секунд в квадрате за 10 минут измерения. Ученые продемонстрировали ее работоспособность на городском участке между двумя многоэтажными зданиями, под которым был проложен тоннель с сечением 2×2 метра и железобетонной стеной толщиной 0,2 метра. Измерение происходило вдоль линии длиной 8,5 метра перпендикулярно тоннелю с шагом в полметра.



(a) Гравитационный градиентный сигнал в зависимости от точки измерения. Сплошным цветом обозначены погрешности измерения, штрихованной линией – результаты моделирования. (b) Рисунок в масштабе, иллюстрирующий городской эксперимент.


Ben Stray et al. / Nature, 2022

Гравиметрический сигнал имел ярко выраженный провал, когда прибор находился ровно над тоннелем. Физики смоделировали его на основе данных о местных зданиях и рельефе, проверенных с помощью георадара и топографического сканирования. Результаты моделирования оказались в хорошем согласии с измерением.

В реальных поисковых задачах у ученых не будет информации о том, что именно лежит под землей. Поэтому авторы также разработали метод, который по данным прибора строит вероятностное распределение пустот под поверхностью (probability of excavation), с учетом свойств грунта. В будущем эти наработки позволят исследовать свойства почвы, например, влажность, обнаруживать эрозийные участки и водоносные горизонты. Также исследования будут полезны при осмотре заброшенных приповерхностных коммуникаций, а также обнаруживать гробницы или скрытые камеры при археологических работах.


Разделы, к которым прикреплен документ:
Страны и регионы / Др. страны
Тематич. разделы / Геодезия
Организации
Новости
 
Комментарии (0) Для того, чтобы оставить комментарий Вам необходимо авторизоваться или зарегистрироваться




ОБСУДИТЬ В ФОРУМЕ
Оставлено сообщений: 0


Источник: https://nplus1.ru/news/2022/02/25/gravimetr-found-tunnel?utm_source=yxnews&utm_medium=desktop&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2Fnews%2Fsearch%3Ftext%3D 10:01:19 28.02 2022   

Версия для печати  
    Анонсы партнеров

    Наши предложения
  Новости Gisa.ru в Телеграм
  Реклама на сайте
  Зарегистрироваться и получать новости по e-mail
  Конференции ГИС-Ассоциации
  Журнал "Управление развитием территории"
  Контакты

Портал Gisa.ru использует файлы cookie для повышения удобства пользователей и обеспечения работоспособности сайта и сервисов. Оставаясь на сайте Gisa.ru вы подтверждаете свое согласие на использование файлов cookie. Если вы не хотите использовать файлы cookie, то можете изменить настройки браузера. Пользовательское соглашение. Политика конфиденциальности.
© ГИС-Ассоциация. 2002-2022 гг.
Time: 0.021376132965088 sec, Question: 62