นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการของ ค้นหา กองทัพเรือ ประเทศสหรัฐอเมริกา (NRL) ได้พัฒนาเครื่องมือนำทางใหม่ที่เรียกว่า 3D Cooled Continuous Atomic Beam Interferometer เทคโนโลยีนี้ใช้ลำแสงอะตอมต่อเนื่องเย็นและมีจุดมุ่งหมายเพื่อสำรวจระบบการวัดแรงเฉื่อยโดยใช้อินเทอร์เฟอโรเมทรีของอะตอม จุดมุ่งหมายคือเพื่อลดการเบี่ยงเบนในระบบนำทางของกองทัพเรือ
การนำทางเฉื่อยเป็นเทคนิคการนำทางอิสระที่ใช้การวัดที่ได้จากมาตรความเร่งและไจโรสโคปเพื่อติดตามตำแหน่งและทิศทางของวัตถุโดยสัมพันธ์กับจุดเริ่มต้น การวางแนว และความเร็วที่ทราบ การนำทางเฉื่อยควอนตัมเป็นสาขาใหม่ของ ค้นหา และการพัฒนาที่สามารถเพิ่มความแม่นยำในการวัดแรงเฉื่อยได้อย่างมาก
“อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ของเราทำงานในรูปแบบที่แตกต่างจากการใช้งานอะตอมอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์สมัยใหม่อื่นๆ ส่วนใหญ่” Jonathan Kwolek, Ph.D., นักฟิสิกส์วิจัยในแผนก Quantum Optics ของ NRL ของแผนก Optical Sciences กล่าว “ด้วยการทำงานกับอะตอมที่เย็นต่อเนื่องและเย็น เราเปิดประตูสู่ข้อดีหลายประการรวมถึงเทคนิคการวัดใหม่ๆ ท้ายที่สุดแล้ว เราต้องการใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อปรับปรุงระบบนำทางเฉื่อย ซึ่งจะช่วยลดการพึ่งพา GPS ของเรา”
ด้วยการใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉพาะของแหล่งกำเนิดอะตอม อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ลำแสงอะตอมแบบต่อเนื่องระบายความร้อนด้วย 3D จึงสามารถให้คอนทราสต์ในการวัดสูง สัญญาณรบกวนต่ำ และการจัดการการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมของเซ็นเซอร์ได้ดีขึ้น ด้วยความสามารถดังกล่าว เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพที่จะช่วยให้กองทัพเรือปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมที่ถูกปฏิเสธด้วย GPS และเอาชนะข้อจำกัดด้านความแม่นยำของ GPS
เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสถานการณ์ที่ข้อผิดพลาดในการประมาณตำแหน่งสะสมอยู่ตลอดเวลา ส่งผลให้ข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำสูญหาย ระบบนำทางเฉื่อยที่มีวางจำหน่ายทั่วไปในปัจจุบันสามารถนำทางโดยมีข้อผิดพลาดสะสมประมาณหนึ่งไมล์ทะเลใน 360 ชั่วโมง NRL มีเป้าหมายที่จะพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ที่สามารถช่วยยืดระยะเวลาภารกิจโดยลดการเบี่ยงเบนการนำทาง
“สาขาการนำทางเฉื่อยมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ข้อมูลการนำทางทุกที่ที่ไม่มี GPS” ดร. เจอรัลด์ บ่อสุข รองผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยระบบของ NRL กล่าว “การเกิดขึ้นของอะตอมอินเตอร์เฟอโรเมททำให้เกิดแนวทางใหม่ในการตรวจจับแรงเฉื่อย ซึ่งมีศักยภาพที่จะแก้ไขข้อบกพร่องบางประการในเทคโนโลยีล้ำสมัยในปัจจุบัน”
GPS ได้กลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของโลกพลเรือนของเราและ Militarด้วยความสามารถในการให้ข้อมูลตำแหน่งและเวลาที่มีความแม่นยำสูงทั่วโลก อย่างไรก็ตาม มีสภาพแวดล้อมบางอย่างที่ใช้งานไม่ได้ เช่น ใต้น้ำหรือในอวกาศ นอกจากนี้ยังมีความกังวลเพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับภัยคุกคามต่อความพร้อมใช้งานของ GPS ผ่านการติดขัด การปลอมแปลง หรือการทำสงครามต่อต้านดาวเทียม
“ในโลกอุดมคติ เราปกป้องตนเองจากการสูญเสียระบบนำทางแบบเดิมๆ ด้วยการสร้างเบราว์เซอร์เฉื่อยที่ดีที่สุดที่เราสามารถทำได้” โกลเล็กกล่าว. “นี่คือเพื่อให้แน่ใจว่าการสูญเสีย GPS จะไม่ทำให้เรือของเราสูญหายกลางอาณาเขตของศัตรู”
แม้ว่าในตอนแรกจะได้รับการออกแบบเพื่อการใช้งานก็ตาม Militar, GPS ได้รับการดัดแปลงเพื่อวัตถุประสงค์ในการนำทางพลเรือน ตั้งแต่การบินเชิงพาณิชย์ไปจนถึงอุปกรณ์พกพา GPS ได้กลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สำหรับการนำทางและการกำหนดเวลา
ด้วยกลุ่มดาวดาวเทียม 32 ดวงที่โคจรรอบโลก GPS ให้ข้อมูลที่แม่นยำแก่ผู้ใช้ทหารและพลเรือนทั่วโลก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเทคโนโลยี GPS จะมีความก้าวหน้าอย่างมากในช่วงหลายปีที่ผ่านมา แต่กองทัพเรือยังคงใช้ระบบนำทางเฉื่อยที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อหลีกเลี่ยงการพึ่งพา GPS โดยสมบูรณ์ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงได้
“ในยุคสมัยใหม่ NRL เป็นหนึ่งในองค์กรวิจัยหลายแห่งที่จัดการกับความท้าทายของการนำทางเฉื่อยของกองทัพเรือ” Adam Black, Ph.D. หัวหน้าแผนกทัศนศาสตร์ควอนตัมของ NRL กล่าว “ห้องปฏิบัติการกำลังใช้ประโยชน์จากเทคนิคอะตอมและออปติคอลขั้นสูงเพื่อคิดค้นสถาปัตยกรรมใหม่สำหรับการวัดแรงเฉื่อยที่รับประกันการนำทางที่แม่นยำของแพลตฟอร์มไดนามิกของกองทัพเรือ”
ทดสอบเลย! 
