Forschung: Navigation via Quantenteilchen | 10.06.2014
Quantensprung
Ein Navigationssystem, das die Position aus der Bewegung von Quantenteilchen ableitet, entwickelt derzeit das britische Militär.
mid/rawi
Das britische Militär entwickelt derzeit ein Navigationssystem, das noch genauer arbeiten soll als die heutige Satellitennavigation via GPS (Global Positioning System).
Außerdem wäre man damit von den USA unabhängig. Es ist ja nicht auszuschließen, dass für GPS-Dienste dereinst Geld verlangt wird, das satellitenbasierte System befindet sich im ausschließlichen Besitz der USA und wird freiwillig weltweit zur Verfügung gestellt.
Schon in zwei Jahren soll die sogenannte "Quantennavigation" erstmals in U-Booten eingesetzt werden. Wie das Wissenschaftsmagazin New Scientist berichtet, könnte sie in einigen Jahren auch für Autos und Smartphones verfügbar sein. Warum man ausgerechnet bei U-Booten beginnt? Weil GPS unter Wasser nicht funktioniert.
Die Wissenschaftler der Defence Science and Technology Laboratory (DSTL), der Forschungsagentur des britischen Verteidigungsministeriums, gehen von einer schnellen Miniaturisierung aus - derzeit ist das System noch so groß wie ein Schuhkarton.
Vereinfacht dargestellt: Das System fängt bei der Quantennavigation in einer Vakuumkammer die bis zum absoluten Nullpunkt gekühlten Rubidium-Atome mit einem Laser ein. Diese Atome lassen sich dann in diesem Zustand leicht von außen beeinflussen - etwa durch die Erdgravitation.
Ein zweiter Laser beobachtet diese Atomwolke und zeichnet die Veränderungen auf. Daraus lassen sich die auf die Atome wirkenenden Kräfte und damit die für die Navigation des Fahrzeugs nötigen Werte errechnen. Für die Entdeckung dieser Effekte erhielten Forscher schon 1997 den Nobelpreis in Physik.
Wie genau die Navigation in einem Auto sein könnte, ist derzeit noch nicht bekannt. Allerdings haben die Wissenschaftler Berechnungen aus Marine-Anwendungen. Wenn ein U-Boot einen Tag lang mit üblichen Navigationsmaßnahmen unterwegs ist, weicht die Position beim Auftauchen gegenüber der angegebenen bis zu einen Kilometer ab.
Der Quantenbeschleunigungsmesser aber soll sie bis auf einen Meter genau anzeigen (derzeitige GPS-Genauigkeit: zehn Meter). Mit Hochdruck arbeiten auch Forscher in Australien, China und den USA an einem Quantennavigationssystem.
