과학자들이 실험실 아닌 실제 현장에서 양자 중력을 측정, 지하 구조물을 찾는 데 성공했다.
양자 중력 중력계(quantum gravity gradiometer)는 지표면 아래 1미터의 실제 조건에서 야외에 묻혀 있는 터널을 찾는 데 사용됐다. 센서는 양자 물리학 원리로 미세 중력의 변화를 감지하여 작동한다.
영국 국방부와 UKRI의 ‘Gravity Pioneer’ 프로젝트의 이번 성과는 지면 아래 매핑을 크게 개선할 수 있는 상업적 경로를 열어준다. 비용 절감 및 건설, 철도 및 도로 프로젝트, 화산 폭발과 같은 자연 현상에 대한 향상된 예측, 숨겨진 천연 자원 및 건축 구조물의 발견, 발굴 등 고고학 연구 등에 활용이 가능하다.
이번 연구는 23일(현지시각) 과학저널 Nature에 발표됐다.
영국 양자기술허브 센서 및 타이밍(Quantum Technology Hub Sensors and Timing) 수석 연구원 Kai Bongs 버밍엄대(University of Birmingham) 교수는 “이 돌파구를 통해 우리는 탐색, 구축 및 수리할 때 좋지 않은 기록과 운에 대한 의존을 종식시킬 수 있다. 또한 현재 보이지 않는 것에 대한 지하 지도가 이제 상당한 단계에 가까워져 우리가 도시 거리보다 몇 피트 아래에 있는 남극을 더 많이 알고 있는 상황을 끝낼 수 있다”고 설명했다.
현재 중력 센서는 다양한 환경 요인에 의해 제한된다. 특정 문제는 진동으로, 측량 애플리케이션을 위한 모든 중력 센서의 측정 시간을 제한한다. 이러한 제한 사항이 해결될 수 있다면 조사는 더 빠르고 포괄적이며 더 경제적일 수 있다.
버밍엄의 원자 간섭계 책임자이자 연구 주저자인 마이클 홀린스키(Michael Holynski) 박사와 그의 팀이 개발한 센서는 양자 중력 중력계(quantum gravity gradiometer)다. 이 시스템은 현장에서 양자 기술을 성공적으로 적용하기 위해 진동 및 기타 다양한 환경 문제를 극복한다.
이 혁신을 통해 미래의 중력 측량은 더 저렴하고 더 안정적이며 10배 더 빠르게 제공되어 측량에 필요한 시간을 한 달에서 며칠로 단축할 수 있다. 그것은 중력 조사를 위한 다양한 새로운 응용 프로그램을 열어 지하에 새로운 렌즈를 제공할 가능성이 있다.
양자 감지 공동 프로젝트 기술 기관이자 Dstl의 수석 수석 과학자인 Dr Gareth Brown은 “중력 감지 기술이 성숙해짐에 따라 수중 항법 및 지하 탐색 응용이 가능해 질 것”이라고 말했다.
이 연구는 버밍엄대, 환경, 엔지니어링 및 지속 가능성 솔루션 제공업체인 RSK, Dstl(영국 국방부 산하 국방과학기술 연구소) 및 기술 회사 Teledyne e2v 간의 협력 프로젝트다. 이 프로젝트는 영국 국립 양자 기술 프로그램(UK National Quantum Technologies Programme) 일환으로 UKRI가 자금을 지원, 국방부와 계약을 체결했다.
