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Un capteur de gravité quantique révèle des objets sous terre

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Marrakech, 23 févr. (Maroc-Actu) –

Un objet caché sous terre a été localisé grâce à la technologie quantique, une étape importante longtemps attendue avec de profondes implications pour l’industrie, la connaissance et la sécurité.

Des chercheurs de l’université de Birmingham, qui fait partie du Centre national britannique pour la technologie quantique dans le domaine de la détection et de la synchronisation, indiquent que c’est le le premier gradiomètre à gravité quantique au monde hors des conditions de laboratoire.

Le gradiomètre quantique à gravité, développé dans le cadre d’un contrat pour le ministère de la défense et du projet Gravity Pioneer financé par l’UKRI, a été utilisé pour trouver un tunnel enterré à l’extérieur dans des conditions réelles, à un mètre sous la surface du sol. Il gagne une course internationale pour amener la technologie à l’étranger.

Le capteur fonctionne en détectant les variations de la microgravité à l’aide des principes de la physique quantique, qui repose sur la manipulation de la nature au niveau submoléculaire.

Selon les chercheurs, ce succès ouvre une voie commerciale permettant d’améliorer considérablement la cartographie de ce qui existe sous le niveau du sol, qui publient leurs résultats dans Nature.

Cela se traduira par une réduction des coûts et des retards dans les projets de construction, ferroviaires et routiers, et par une meilleure prévision des phénomènes naturels tels que les éruptions volcaniques, tout en permettant la découverte de ressources naturelles et de structures bâties cachées, ainsi que la compréhension des mystères archéologiques sans endommager les fouilles.

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Le professeur Kai Bongs, responsable de la physique des atomes froids à l’université de Birmingham et chercheur principal au UK Quantum Technology Centre, Sensors and Timing, le souligne. Il s’agit d’un « moment Edison » dans la détection qui va transformer la société, la compréhension humaine et les économies ».

« Grâce à cette percée, nous avons la possibilité de mettre un terme à la dépendance à l’égard des mauvais résultats et de la chance lorsqu’il s’agit d’explorer, de construire et de réparer… –ajoute-t-il dans une déclaration.. En outre, une carte souterraine de ce qui est actuellement invisible se rapproche considérablement, mettant fin à une situation où nous en savons plus sur l’Antarctique que ce qui se trouve à quelques mètres sous nos rues ».

Les capteurs de gravité actuels sont limités par un certain nombre de facteurs environnementaux. Un défi particulier est la vibration, qui limite le temps de mesure de tous les capteurs de gravité pour les applications d’enquête. Si ces limites peuvent être surmontées, les enquêtes peuvent être plus rapides, plus complètes et moins coûteuses..

Le capteur mis au point par le Dr Michael Holynski, responsable de l’interférométrie atomique à Birmingham et auteur principal de l’étude, et son équipe à Birmingham est un gradiomètre à gravité. Leur système surmonte les vibrations et d’autres problèmes environnementaux pour appliquer avec succès la technologie quantique sur le terrain.

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La détection réussie, réalisée en collaboration avec des ingénieurs civils dirigés par le professeur Nicole Metje de l’école d’ingénierie, est l’aboutissement d’un programme de développement à long terme qui a été étroitement lié aux utilisateurs finaux depuis sa création.

Cette avancée permettra aux futurs relevés gravimétriques d’être moins chers, plus fiables et réalisés dix fois plus rapidement, réduisant ainsi le temps nécessaire aux relevés d’un mois à quelques jours. Elle pourrait ouvrir la voie à toute une série de nouvelles applications pour l’étude de la gravité, offrant une nouvelle perspective sur la subsurface.

Le professeur George Tuckwell, directeur des géosciences et de l’ingénierie au RSK, note que « la détection des conditions du sol, telles que les travaux miniers, les tunnels et les sols instables, est fondamentale pour notre capacité à concevoir, construire et entretenir les logements, les industries et les infrastructures. Les capacités accrues que cette nouvelle technologie représente pourraient transformer la façon dont nous cartographions le terrain et réalisons ces projets.« , ajoute-t-il.

Pour sa part, le Dr Gareth Brown, responsable technique du projet de détection quantique et scientifique principal au Dstl, explique que « pour la défense et la sécurité nationale, les mesures précises et rapides des variations de la microgravité offrent de nouvelles possibilités de détecter l’indétectable et de naviguer plus sûrement dans des environnements difficiles. Avec la maturation de la technologie de détection de la gravité, des applications pour la navigation sous-marine et la révélation du sous-sol deviendront possibles. »

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