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LA CIENCIA HOY

Sistema de Posicionamiento Muónico

Investigadores de la Universidad de Tokio acaban de anunciar el uso de muones para calcular la posición no solo sobre la superficie de la Tierra, como hace el sistema GPS, sino también de modo subterráneo bajo rocas o agua, esto último es imposible para los sistemas GPS.

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Sistema de Posicionamiento Muónico

Todo mundo conoce, o ha escuchado hablar, del Sistema de Posicionamiento Global (GPS, en inglés: Global Positioning System).  Este es un sistema constituido por un conjunto de satélites que orbitan nuestro planeta y permite localizar cualquier punto sobre la superficie de la Tierra.

Esencialmente es un sistema que permite a un dispositivo receptor localizar su propia posición sobre la Tierra con una precisión de hasta centímetros, aunque lo común son unos pocos metros. El sistema fue desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos. Para determinar su posición, un usuario utiliza cuatro o más satélites y utiliza la trilateración. Otros países han desarrollado sistemas similares como el GLONASS ruso y del Galileo europeo.

El principio de operación es el siguiente: Para determinar la posición tridimensional, el receptor localiza automáticamente un mínimo de cuatro satélites de la red. De estos recibe señales indicando la identificación de cada uno de ellos, además de información sobre la constelación de satélites que forman parte del sistema. 

Con base en estas señales, el aparato sincroniza su propio reloj con el tiempo del sistema GPS y calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la distancia al satélite. Aplicando un método llamado, de trilateración inversa, computa su propia posición.

A pesar de sus indudables virtudes, el sistema GPS tiene también algunos problemas pues las señales se debilitan entre mayor sea la altitud del usuario, además de que las señales pueden reflejarse de objetos como muros, o ser interferidas por árboles, además de que no pueden penetrar edificios, rocas o agua.

En un reporte, primero en su clase a nivel mundial, investigadores de la Universidad de Tokio acaban de anunciar el uso de muones para calcular la posición no solo sobre la superficie de la Tierra, como hace el sistema GPS, sino también de modo subterráneo bajo rocas o agua, esto último es imposible para los sistemas GPS.

Recordemos que los muones son partículas elementales similares a los electrones, pero con masa mucho mayor, son clasificados como leptones lo cual implica que son partículas que no están compuestas por ninguna otra partícula, es decir, es una partícula fundamental.  Los muones que llegan a la superficie de la Tierra fueron creados indirectamente debido a la colisión de rayos cósmicos con partículas de la atmósfera terrestre.

Aproximadamente diez mil muones llegan a cada metro cuadrado de la superficie terrestre por minuto y pueden fácilmente penetrar decenas de metros en rocas o otros materiales antes de ser absorbidos por otros átomos.  Como se ha dicho, estas partículas subatómicas acaban de ser usadas para navegar bajo la superficie terrestre.

Empleando muones los investigadores pudieron detectar su posición en el sótano de un edificio de seis pisos.  Se cree que podrá ser utilizado en sistemas robóticos para operaciones de rescate pues podrán orientarse bajo tierra o agua.  

El Dr. Hiroyuki Tanaka de Universidad de Tokio comenta: “Ahora, usando muones hemos desarrollado una nueva clase de GPS que hemos llamado ‘Sistema Muometrico de Posicionamiento (muPS, por sus siglas en inglés)’ capaz de trabajar bajo tierra, en lugares cerrados y bajo el agua”.


 

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