Sistem 'GPS' pertama di dunia menggunakan sinar kosmik

[iklan_1]

Para ilmuwan mengembangkan sistem penentuan posisi global yang dapat melacak pergerakan bawah tanah menggunakan sinar kosmik yang kuat.

Ilustrasi sinar kosmik yang menghantam Bumi dari luar angkasa. Foto: Shutterstock — Ilustrasi sinar kosmik yang menghantam Bumi dari luar angkasa. Foto: *Shutterstock*

Sinar kosmik adalah partikel berenergi tinggi yang berasal dari luar angkasa, termasuk sumber-sumber seperti Matahari, galaksi-galaksi jauh, supernova, dan benda-benda langit lainnya. Meskipun manusia tidak dapat melihat atau merasakan sinar kosmik secara langsung, sinar-sinar tersebut terus-menerus membombardir Bumi dari luar angkasa. Bahkan, sinar kosmik begitu melimpah sehingga para ilmuwan memperkirakan bahwa satu sinar kosmik menerjang satu sentimeter persegi permukaan Bumi setiap menit.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Hiroyuki Tanaka dari Universitas Tokyo menggunakan sinar kosmik untuk mengembangkan sistem penentuan posisi global yang dapat melacak pergerakan di bawah tanah, Interesting Engineering melaporkan pada 18 Juni. Penelitian baru ini dipublikasikan di jurnal iScience.

Ketika sinar kosmik memasuki atmosfer Bumi, sinar tersebut bertabrakan dengan molekul dan atom di udara, menciptakan partikel sekunder yang disebut muon. Muon adalah partikel subatom fundamental yang mirip dengan elektron tetapi 207 kali lebih berat. Muon dapat menembus benda padat, tergantung pada kepadatannya. Misalnya, batuan dan bangunan menyerap banyak muon karena kepadatannya yang tinggi.

Sementara itu, GPS mengandalkan gelombang radio tradisional, yang lebih lemah di ketinggian yang lebih tinggi dan rentan terhadap hamburan, membuatnya sulit digunakan untuk mendeteksi pergerakan di bawah tanah.

Tanaka dan rekan-rekannya memanfaatkan sifat-sifat sinar kosmik untuk memetakan tempat-tempat yang sulit dijangkau seperti gunung berapi, inti reaktor nuklir, dan piramida. Mereka mengembangkan sistem penentuan posisi nirkabel baru menggunakan muon yang disebut MuWNS. Sistem ini terdiri dari detektor referensi di permukaan dan detektor penerima di bawah tanah untuk mendeteksi jalur muon. Dengan menganalisis waktu dan arah muon, MuWNS menentukan posisi detektor penerima di bawah tanah relatif terhadap detektor referensi di permukaan.

Semua data yang dikumpulkan kemudian digunakan untuk merekonstruksi jalur muon guna membuat model atau peta area bawah tanah. Peta ini dapat memberikan informasi berharga, seperti komposisi dan kepadatan material yang dilalui muon, sehingga para ahli dapat memvisualisasikan struktur bawah tanah dan fitur geologis.

Tim menguji sistem MuWNS yang baru dengan menempatkan robot penerima di ruang bawah tanah dan menempatkan empat detektor referensi di lantai enam sebuah gedung. Mereka kemudian berhasil merekonstruksi jalur pergerakan orang di ruang bawah tanah tersebut dengan menyaring sinar kosmik yang ditangkap oleh detektor.

Tim ini telah mendemonstrasikan sistem penentuan posisi global berbasis sinar kosmik pertama di dunia yang dapat mendukung misi pencarian dan penyelamatan serta pemantauan gunung berapi di masa mendatang. Selanjutnya, mereka berencana untuk menyempurnakan MuWNS agar dapat diintegrasikan ke dalam ponsel pintar.

Thu Thao (Menurut Teknik Menarik )

[iklan_2]
Tautan sumber