Инженеры-строители часто сталкиваются с проблемой разведки подземных мест для прокладки кабеля, трубы или трубопроводов для обеспечения необходимых коммунальных услуг, таких как электричество, вода, газ и телекоммуникационные услуги.
Хотя существует множество технологий для подземного зондирования, например, георадар, ученые только недавно обратились к квантовым технологиям, чтобы лучше понять, что происходит под поверхностью.
По словам исследователей из Университета Бирмингема, новый метод, известный как квантовое зондирование гравитации, работает с применением техники, называемой атомной интерферометрией. В этом методе холодные атомы используются «в качестве идеальных пробных масс для создания датчика силы тяжести, который может измерять градиент силы тяжести, а не абсолютную величину». Исследователи утверждают, что этот метод обходит источники шума, которые могут помешать зондированию.
В статье BBC объясняется, что квантовое зондирование использует лазеры для охлаждения атомов рубидия до температуры чуть выше нуля (-273 ° C). Эти атомы сначала выбрасываются вверх в вакууме и измеряются по мере того, как гравитация тянет их обратно вниз.
В то время как квантовые датчики уже используются в нефтегазовом секторе с большим успехом, ожидается, что квантовые датчики холодного атома, которые предназначены для работы на поверхности, будут лучше обнаруживать и контролировать объекты под землей. Однако на сегодняшний день потенциальным преимуществам датчиков квантовой гравитации, устанавливаемых в скважинах, уделяется не так много внимания.
Проект Gravity Delve (GDP) объединяет ученых из UK Quantum Technology Hub Sensors and Timing (во главе с Бирмингемским университетом) и Nemein Ltd, специалиста по глубинным технологиям, для изучения датчиков квантовой гравитации, основанных на атомной интерферометрии. Nemein Ltd в настоящее время разрабатывает оборудование, которое может быть размещено в скважинах для сбора энергии и зондирования окружающей среды. По заявлению компании, эта технология позволит использовать квантовый датчик Университета Бирмингема, разработанный как часть GDP, в суровых условиях скважинной среды.
Основываясь на работе, уже проделанной Бирмингемским университетом в области датчиков силы тяжести на основе холодного атома, в рамках проекта будут изучены такие применения в скважинах, как улавливание и хранение углерода (CCS), а также углеводородные и геотермальные резервуары. Также будет рассмотрено, как коммерчески жизнеспособное квантовое устройство может заменить или улучшить существующие технологии для оптимизации резервуаров CCS и минимизации воздействия добычи углеводородов на окружающую среду.
Исследователи также заявляют, что проект ускорит переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии. В рамках проекта будет разработана конструкция инновационного скважинного квантового датчика холодного атома, который может привести к созданию первого глубокого скважинного квантового датчика, который будет экономически эффективным и эффективным.
Ожидается, что после разработки технологии на основе атомных интерферометров будут значительно меньше, легче и энергоэффективнее с улучшенной чувствительностью и более коротким временем измерения.
© digitrode.ru