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Schiffe könnten dank Quanteneffekten bald ohne GPS navigieren

In Logistik und Verkehr kommt man ohne Satelliten­navigations­systeme wie GPS kaum mehr aus. Aber was, wenn kein Signal vorhanden ist oder Hacker:innen es stören? Hier kommt ein neuartiges System ins Spiel, das auf Quanteneffekte setzt.

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Lokale Quantennavigation statt GPS. (Bild: Shutterstock/Metamor Works)

Ohne Satelliten­navigations­systeme wie GPS, Galileo oder Glonass kommt man in der modernen Logistik- und Verkehrswelt nicht mehr aus. Es gibt aber – gerade im Schiffsverkehr – Gebiete, die nicht oder nicht ausreichend von Satelliten abgedeckt werden. Auch Hacker:innen oder das Militär können mit Störsendern für Probleme bei der Navigation sorgen.

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Rein lokales Navigationssystem statt GPS

Am französischen Forschungszentrum CNRS arbeitet ein Team um den Physiker Philippe Bouyer jetzt an einer Lösung, die etwa auf Schiffen ein rein lokales Navigationssystem ermöglichen könnte. Dabei setzen die Forscher:innen auf physikalische Quanteneffekte, wie heise.de schreibt.

Konkret wird ein sogenannter 3D-Quanten­beschleunigungs­sensor entwickelt. Dieser soll Beschleunigungs­sensoren, wie sie auch in Autos, Smartphones oder Smartwatches verbaut sind, akkurat genug machen, dass sie für Navigationszwecke einsetzbar sind.

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3 Laser beschießen eiskalte Rubidiumatome

Noch ist das System im Prototypstatus. Es handelt sich dabei um ein Behältnis mit Rubidiumatomen und drei Lasersysteme, die in einer kleinen Metallkiste stecken. Die Atome werden auf eine Temperatur knapp über dem absoluten Nullpunkt gekühlt. Ihre Bewegungen lassen sich durch den Laserbeschuss in drei Dimensionen messen.

Verdacht einer fünften physikalischen Kraft erhärtet sich Quelle: CERN/Peter Ginter

Dadurch ist eine sehr genaue Berechnung der Beschleunigung im 3D-Raum möglich, wie es im New Scientist heißt. In Schiffen oder Flugzeugen, wo natürliche Vibrationen das Signal stören können, sind Genauigkeit und Dreidimensionalität besonders wichtig.

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50-mal höhere Stabilität und mehr Präzision

Das Hybrid Quantum Accelerometer Triad genannte System soll laut den Forscher:innen eine 50-fache Verbesserung bei der Stabilität gegenüber herkömmlichen Beschleunigungs­sensoren bieten. Zudem ist die Präzision deutlich höher. Wann das System die aktuellen Navigationssysteme ersetzen oder ergänzen könnte, steht noch nicht fest.

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Kann man das noch ausführlicher erklären, wie hilft mir jetzt der Beschleunigungssensor mich im übertragenen Sinn auf Google-Maps zu bewegen?

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