پوزیشننگ سسٹم زیر زمین نیویگیٹ کرنے کے لیے کائناتی میونز کا استعمال کرتا ہے - فزکس ورلڈ

کائناتی muons ان جگہوں پر جہاں تک ریڈیو سگنل نہیں پہنچ سکتے عالمی نیویگیشن سیٹلائٹ سسٹمز (GNSSs) کا ایک عملی متبادل فراہم کر سکتے ہیں۔ یہ muPS تعاون کا نتیجہ ہے، جس نے ایک ایسا نظام بنایا ہے جس نے یونیورسٹی کی عمارت کے تہہ خانے میں گہرا کام کیا۔ MuPS ٹیم کی قیادت کر رہے تھے۔ ہیرویوکی تاناکا ٹوکیو یونیورسٹی میں، اور اس کا نیا نظام صارفین کو اندرون، زیر زمین اور پانی کے اندر کے ماحول میں تشریف لے جانے کی اجازت دے سکتا ہے۔

GNSSs جیسے GPS سیٹلائٹ کے ایک گروپ سے زمین پر رسیور تک ریڈیو سگنل منتقل کر کے کام کرتے ہیں۔ جب کہ GNSSs نے انقلاب برپا کر دیا ہے کہ ہم کیسے گھومتے ہیں، GNSS سگنلز کو دھات، کنکریٹ، چٹان اور پانی جیسے مواد سے تیزی سے کم کیا جاتا ہے – اس کے استعمال کو گھر کے اندر، زیر زمین اور پانی کے اندر محدود کرتے ہیں۔

2020 میں تاناکا کی ٹیم نے ایک بالکل نیا طریقہ متعارف کرایا جو کائناتی میونز کا استعمال کرتے ہوئے وصول کنندہ کی پوزیشن کو ٹریک کرتا ہے۔ یہ ذرات اس وقت پیدا ہوتے ہیں جب زیادہ توانائی والی کائناتی شعاعیں زمین کے ماحول سے ٹکراتی ہیں، اور یہ ہم پر مسلسل برس رہی ہیں۔

پہاڑوں سے گزرنا

تاناکا بتاتے ہیں، "برہمانڈیی میونز کو ریڈیو لہروں کی طرح روکا نہیں جاتا، کیونکہ وہ اہرام یا پہاڑوں کے ذریعے بھی گھس سکتے ہیں، جس سے یہ تکنیک یونیورسل انڈور یا زیر زمین نیویگیشن کے لیے موزوں ہوتی ہے۔"

اس کے موجدوں کے ذریعہ muPS وائرلیس نیویگیشن سسٹم (muWNS) کو ڈب کیا گیا، یہ نظام مصنوعی سیاروں کو تین یا اس سے زیادہ حوالہ جات کے نیٹ ورک سے تبدیل کرتا ہے، جو ایک ریسیور ڈیٹیکٹر کے ساتھ ہم آہنگ ہوتے ہیں۔ ان ڈور نیویگیشن کے لیے چھتوں یا اونچی منزلوں پر، یا زیر زمین یا پانی کے اندر کے ماحول کے ذریعے نیویگیشن کے لیے زمینی یا سمندر کی سطح پر یہ ریفرنس ڈٹیکٹر لگائے جا سکتے ہیں۔

یہ نظام ان muons کی شناخت کر کے کام کرتا ہے جو ریفرنس ڈٹیکٹر میں سے ایک سے گزرے ہیں اور پھر ریسیور سے گزرے ہیں۔ یہ muons روشنی کی رفتار کے قریب سفر کرتے ہیں، جو muWNS کو حوالہ پکڑنے والے اور وصول کنندہ کے درمیان فاصلے کا حساب لگانے کی اجازت دیتا ہے۔ مختلف حوالہ جات کا استعمال کرتے ہوئے کئی بار ایسا کرنے سے، نظام وصول کنندہ کی پوزیشن کا تعین کرنے کے لیے مثلث کا استعمال کرتا ہے۔

اگرچہ تصور آسان ہے، تاناکا کی ٹیم کو muWNS تیار کرتے ہوئے کئی چیلنجوں پر قابو پانا پڑا۔ ابتدائی ڈیزائن کے لیے ضروری تھا کہ وصول کنندہ کو ہر ایک حوالہ ڈیٹیکٹر سے وائرڈ کیا جائے تاکہ درست وقت کی مطابقت پذیری کی ضمانت دی جا سکے، جس نے نظام کی حد اور افادیت کو سختی سے محدود کر دیا۔

صحت سے متعلق ٹائم کیپنگ

اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے، ٹیم نے الٹرا پریزیز کوارٹز کرسٹل گھڑیوں کے ساتھ ڈیٹیکٹرز لگائے، جن کو مطابقت پذیر بنایا گیا تھا تاکہ وہ بغیر کسی وائرلیس کے موون کی آمد کے اوقات کا موازنہ کر سکیں۔

محققین نے اپنے ابتدائی نظام کی درستگی کو بھی بہتر بنایا۔ "جب تقریباً ایک سال پہلے پہلی بار muWNS کا مظاہرہ کیا گیا تھا، نیویگیشن کی درستگی صرف 10 میٹر تک کم تھی،" تاناکا یاد کرتے ہیں۔ "یہ عملی نفاذ کے لیے تسلی بخش سطح سے بہت دور ہے۔"

گھڑیوں کی درستگی کو مزید بہتر بنا کر، ٹیم نے اب ان غلطیوں کو نمایاں طور پر کم کر دیا ہے جو اوقات میں جمع ہوتی ہیں۔ تازہ ترین مظاہرے میں، تاناکا کی ٹیم نے ظاہر کیا ہے کہ muWNS اب ان ڈور نیویگیشن کے لیے مفید ہونے کے لیے کافی درست ہے۔

ایک نئی تحقیق میں، محققین نے ٹوکیو یونیورسٹی کے انسٹی ٹیوٹ آف انڈسٹریل سائنس کے تہہ خانے میں صارف کے راستے کو ٹریک کرنے کے لیے muWNS کا استعمال کیا - ایک ایسا علاقہ جہاں روایتی GNSS کے ذریعے نہیں پہنچا جا سکتا۔ یہ عمارت کی چھٹی منزل پر رکھے گئے ریفرنس ڈیٹیکٹرز کا استعمال کرتے ہوئے کیا گیا۔

قابل توجہ بہتری

جب صارف حوالہ ڈٹیکٹر کے ساتھ قریب تھا، تو سسٹم نے نمایاں بہتری دکھائی۔ "muWNS کی موجودہ درستگی 2-25 میٹر ہے، جس کی حد 100 میٹر تک ہے، جو چلنے والے شخص کی گہرائی اور رفتار پر منحصر ہے،" تاناکا بتاتے ہیں۔ "یہ اتنا ہی اچھا ہے جتنا، اگر شہری علاقوں میں زمین کے اوپر سنگل پوائنٹ GPS پوزیشننگ سے بہتر نہیں۔"

نیوکلیئر ری ایکٹر کو میوون امیجنگ کا استعمال کرتے ہوئے 3D میں دوبارہ تعمیر کیا گیا۔

تاہم، تاناکا کا کہنا ہے کہ ابھی بھی بہتری کی بہت گنجائش ہے۔ "MuWNS ابھی تک عملی سے بہت دور ہے۔ لوگوں کو ایک میٹر کی درستگی کی ضرورت ہے، اور اس کی کلید وقت کی ہم آہنگی ہے۔

محققین کو امید ہے کہ وقت کے لیے چپ پیمانے پر جوہری گھڑیوں کا استعمال کرکے مستقبل میں بہتری لائی جا سکتی ہے۔ یہ گھڑیاں کوارٹج کرسٹل کے مقابلے میں زیادہ عین مطابق ترتیب ہیں، لیکن آج عملی استعمال کے لیے بہت مہنگی ہیں۔ تاناکا کی ٹیم سسٹم کے اجزاء کو بھی چھوٹا کرنے کا ارادہ رکھتی ہے، اور اس کا خیال ہے کہ یہ آخر کار ہینڈ ہیلڈ ڈیوائس پر فٹ ہو سکتا ہے۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ iScience.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو ڈیٹا ڈاٹ نیٹ ورک ورٹیکل جنریٹو اے آئی۔ اپنے آپ کو بااختیار بنائیں۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹوآئ اسٹریم۔ ویب 3 انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• پلیٹو ای ایس جی۔ آٹوموٹو / ای وی، کاربن، کلین ٹیک، توانائی ، ماحولیات، شمسی، ویسٹ مینجمنٹ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• بلاک آفسیٹس۔ ماحولیاتی آفسیٹ ملکیت کو جدید بنانا۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/positioning-system-uses-cosmic-muons-to-navigate-underground/