Des scientifiques développent un système de positionnement global capable de suivre les mouvements souterrains à l'aide de puissants rayons cosmiques.
Illustration des rayons cosmiques frappant la Terre depuis l'espace. Photo : Shutterstock
Les rayons cosmiques sont des particules de haute énergie qui proviennent de l’espace, notamment de sources telles que le Soleil, les galaxies lointaines, les supernovae et d’autres corps célestes. Bien que les humains ne puissent pas voir ou ressentir directement les rayons cosmiques, ils pleuvent constamment sur Terre depuis l’espace. En fait, ils sont si abondants que les scientifiques estiment que chaque minute, un rayon cosmique frappe un centimètre carré de la surface de la Terre.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Hiroyuki Tanaka de l'Université de Tokyo a utilisé les rayons cosmiques pour développer un système de positionnement global capable de suivre les mouvements sous terre, a rapporté Interesting Engineering le 18 juin. Nouvelle recherche publiée dans la revue iScience.
Lorsqu'ils pénètrent dans l'atmosphère terrestre, les rayons cosmiques entrent en collision avec les molécules et les atomes de l'air, créant des particules secondaires appelées muons. Les muons sont des particules subatomiques fondamentales qui sont similaires aux électrons mais 207 fois plus lourdes. Les muons peuvent pénétrer les solides, le degré de pénétration dépend de la densité de l'objet. Par exemple, les roches et les bâtiments absorbent de nombreux muons en raison de leur densité élevée.
Le GPS, quant à lui, s’appuie sur des ondes radio traditionnelles, qui sont souvent plus faibles à haute altitude et susceptibles de se diffuser. Cela rend difficile son utilisation pour détecter les mouvements souterrains.
Tanaka et ses collègues ont exploité les propriétés des rayons cosmiques pour cartographier des endroits difficiles d’accès comme les volcans, les cœurs de réacteurs nucléaires et les pyramides. Ils ont développé un nouveau système de positionnement sans fil utilisant des muons appelé MuWNS. Le système comprend des détecteurs de référence à la surface et un détecteur récepteur souterrain pour détecter le trajet du muon. En analysant le timing et la direction des muons, MuWNS détermine la position relative du détecteur récepteur souterrain par rapport au détecteur de référence à la surface.
Toutes les données collectées permettront ensuite de reconstituer les trajectoires des muons pour créer un modèle ou une carte de la zone souterraine. Les cartes peuvent fournir des informations précieuses, telles que la composition et la densité des matériaux traversés par les muons, permettant aux experts de visualiser les structures souterraines et les caractéristiques géographiques.
L'équipe a testé le nouveau système MuWNS en donnant à un robot récepteur un emplacement au sous-sol et en plaçant quatre détecteurs de référence au sixième étage d'un bâtiment. Ils ont ensuite réussi à reconstituer le parcours du tunnelier en passant au crible les rayons cosmiques captés par les détecteurs.
Une équipe d'experts a présenté le premier système de positionnement global basé sur les rayons cosmiques au monde, qui pourrait soutenir les futures missions de recherche et de sauvetage et les opérations de surveillance des volcans. Ensuite, ils prévoient d’améliorer MuWNS afin qu’il puisse être intégré aux smartphones.
Thu Thao (selon Interesting Engineering )
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