Gündüz kutuplaşma kalıpları Gerçek Kuzey'e giden yolu işaret ediyor – Fizik Dünyası

Pusula veya GPS kullanmadan, hatta Güneş'in konumunu bilmeden, sadece gündüz gökyüzüne bakarak hangi tarafın kuzey olduğunu söyleyebilir misiniz? Yeni bir optik yöntem sayesinde cevap yakında “evet” olabilir. Fransa'daki Aix-Marseille Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen yöntem, dağınık gün ışığındaki kutuplaşma modellerini analiz ederek çalışıyor. Alternatif yön bulma tekniklerinin geliştirilmesine yardımcı olmasının yanı sıra, hayvanların göç etmek için fiziksel olayları nasıl kullandıklarını anlamamıza da yardımcı olabilir.

Şu anda Gerçek Kuzey'i tanımlamanın üç ana yolu vardır. Birincisi, denizcilerin insanlık tarihi boyunca yaptığı gibi, yıldızların konumlarını kullanmaktır. Bir diğeri ise manyetik pusulalara güvenmektir. Üçüncü ve en yeni yöntem, GPS gibi küresel navigasyon uydu sistemlerini içerir. Ancak her yöntemin dezavantajları vardır. Yıldızlar yalnızca geceleri ve iyi havalarda görülebilir. Manyetik pusulalar, demir içeren kayalar gibi doğal kaynaklar da dahil olmak üzere manyetik girişimlerden kolaylıkla etkilenir. Uydu navigasyon sistemleri de parazite ve hacklenmeye karşı savunmasızdır.

Son yıllarda araştırmacılar, seyrek manyetik ve görsel ipuçlarını kullanarak yön bulma konusunda yeni fikirler bulmak için böceklere ve göçmen kuşlara yöneldiler. Kataglyphis karıncalarının gök kutuplaşmasını kullandıkları biliniyor; örneğin göçmen kuşlar, yıldızların gök kutbu etrafındaki dönüşünü gözlemleyerek iç manyetik pusulalarını kalibre ediyorlar. Bazı kuşlar gün içinde yön bulmak için kutuplaşmayı da kullanabilir.

Işıklık polarizasyonu

Araştırmacıların SkyPole adını verdiği yeni yöntem, atmosferdeki parçacıkların ışığı saçması sonucu oluşan tavan penceresi polarizasyonuna dayanıyor. Renk veya yoğunluktan farklı olarak, gökyüzü ışığının polarizasyonu insan gözüyle görünmez ve Güneş'in Dünya yüzeyindeki bir gözlemciye göre konumuna bağlı olarak farklı bir desen üretir.

Dünya kuzey-güney ekseni etrafında döndüğünden, kuzey yarımkürede bulunan bir gözlemci, bir gün boyunca Güneş'in kuzey gök kutbunun (yani gökyüzünde buna karşılık gelen noktanın) etrafında bir yol izlediğini görecektir. Dünyanın dönme ekseni ile gök küresi arasındaki kesişme noktası. Bu nedenle, gün ışığı kutuplaşma derecesindeki desenler, tıpkı takımyıldızların geceleri Kuzey Yıldızı etrafında dönmesi gibi, gün boyunca bu kutbun etrafında dönecektir.

"Kuzey gök kutbunda kutuplaşma durumu günün herhangi bir saatinde sabit kalır" diye açıklıyor Thomas Kronland-Martinet, çalışma ekibinin bir üyesi ve bir doktora öğrencisi Aix-Marsilya'nın Institut des Sciences du Mouvement (ISM) ve Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (IM2NP). “Gökyüzünde bu özelliğe sahip olan tek nokta orası.”

Tavan penceresi desenini gezinme işareti olarak kullanma

Araştırmacılar, bir polarimetrik kamera ile zaman içindeki kutuplaşma modellerinin görüntülerini toplayarak, "kutuplaşma değişmezlikleri"nin, yani iki farklı zaman periyodu arasında ölçülen kutuplaşmanın kesiştiği noktada kuzey gök kutbunu tam olarak belirleyebildiler.

Kronland-Martinet şöyle açıklıyor: "Önceki çalışmaların aksine, yöntemimizde Güneş'in konumunu hesaplamıyoruz, ancak doğrudan gökyüzü penceresi desenini yön bulma işareti olarak kullanıyoruz." "Daha kesin olarak, karmaşık trigonometri hesabını işlemek zorunda kalmadan göksel kutbun konumunu kolayca hesaplamamıza olanak tanıyan tavan penceresi polarizasyonunun zaman değişimini dikkate alıyoruz. Üstelik polarizasyon görüntülerinden başka hiçbir bilgiye ihtiyacımız yok, bu da yöntemimizi çok basit kılıyor."

Polarize ışık kuşların manyetik pusulasını rotadan saptırıyor

Araştırmacılara göre SkyPole, zamanla sürüklenmeye maruz kalan eylemsiz navigasyon sistemleri için pusulaları kalibre etmek amacıyla kullanılabilir. Ayrıca, örneğin otomatik polarimetrik sekstantların geliştirilmesini sağlayarak deniz navigasyonuna da yardımcı olabilir. Kronland-Martinet'e göre bu, uydu tabanlı navigasyona bile alternatif olabilir. "Son derece hassas olmasına rağmen, [uydu navigasyon sistemleri] kolayca bulanıklaştırılabilir ve yanıltılabilir ve örneğin otonom araçlarda sağlam bilgiye ihtiyaç duyulduğunda en iyi aday olmayabilir" diyor Fizik Dünyası.

Şu anda SkyPole'un uzun veri toplama süreleri, onu anlık küresel konumlandırma için uygun hale getirmiyor, ancak ekip üyeleri onu daha hızlı hale getirmenin yollarını araştırıyor. Çalışmalarını rapor ediyorlar PNAS.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• ChartPrime. Ticaret Oyununuzu ChartPrime ile yükseltin. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/daytime-polarization-patterns-point-the-way-to-true-north/