Bir depremle ilgili en korkunç şeylerden biri, ne kadar hasar verdiği değil, bir sonraki ne zaman ve nerede olacağıdır. 2023’ün başlangıcı şimdiden önemli bir titreme faaliyeti getirdi. Şubat Türkiye ve Suriye’deki depremler onbinlerce insanı öldürüyor.
Pek çok uzman, bu tür yıkıcı deprem faaliyetinin yalnızca devam edeceğini ve diğerlerini tehdit edeceğini tahmin ediyor. riskli alanlar dünya çapında.
Her ne kadar bilim adamları tahmin edemez Bir deprem olabileceği zaman, birçoğu deprem tespitini iyileştirebilecek hassas cihazlar geliştiriyor. Böyle bir cihaz, kuantum sensörü.
Kuantum sensörleri, atomları lazer dizilerinde ultra soğuk sıcaklıklarda (0 derece Kelvin’e yakın) askıya alarak algılayabilir dakika değişiklikleri kuantum karıştığında daha da hassas hale gelirken yerçekimi dalgalarında.
Bu kurulum, deprem modellerini iyileştirmek için daha kapsamlı veriler sunarken, maliyetli olabilir.
Deprem Nasıl Ölçülür?
Mevcut algılama yöntemleri bir ağdan yararlanır sismograflar dünya çapında. Her bir ağ düğümünde, herhangi bir sarsıntı, hatta bir kaya kayması, sismograftan bir ölçümü tetikleyebilir.
“Mevcut sistemler ivmeölçerlerden oluşuyor. [seismographs] basınç dalgaları olan en erken sismik dalga varışlarını tespit eden [p-waves] zemini hareket ettiren ancak sonraki kesme dalgaları kadar yıkıcı olmayan [s-waves] hangisi daha yavaş hareket eder,” diyor Daniel Boddice, profesör Doktora derecesine sahip olan Birmingham Üniversitesi’nde. inşaat mühendisliğinde.
Devamını oku: İşte Depremler Tsunamilere Nasıl Neden Olur?
Sismografların Sınırlamaları
Bu ölçümler, depremin merkez üssünü üçgenlemeye yardımcı olsa da, önemli sınırlamaları vardır. “Bu bazı uyarılar veriyor ama şu anlama geliyor: [seismographs] Boddice, yalnızca yer sarsılmaya başladığında bir şey gördükleri için kesin olay uyarıları üretemezler” diye ekliyor.
Yani sismograflar sadece dalgaları ölçebilir. gibi deprem meydana gelir ve bilim insanlarını çok geç olmadan risk altındaki bölgeleri uyarmak için zamana karşı bir yarışa sokar.
Kuantum sensörleri ile yerçekimi dalgalarına karşı hassasiyeti artırmak, daha fazla veriyle sonuçlanabilir önce bir deprem, uyarı vermek için değerli zaman veriyor.
kuantum dolaşıklığı
Atom gruplarını ve bir lazer ağını birleştiren bilim adamları, bu ağ içindeki tek tek atomlardaki dalgalanmaları izleyebilir ve büyük miktarda doğru veriyle sonuçlanabilir.
Bilim adamları eklemek için çalışıyor kuantum dolaşıklığı aparat içindeki iki parçacığın karışacağı veya birbirine bağlı kuantum durumlarına sahip olacağı bu sensörlere. Bu olduğunda, atomlar çevresel gürültüye karşı daha az hassastır ve yerçekimi dalgası dalgalanmalarının daha kesin okumalarını verir.
Dolaşmış kuantum sensörleri, sinyal karışması gibi geleneksel sismografların sorunlarından rahatsız olmasa da, esas olarak tüm sistemin dayanıksızlığı olmak üzere kendi sorunları var.
Kuantum dolaşıklığı inanılmaz derecede kırılgandır ve hızla kırılabilir. Bu, böyle bir sistemin uygulanmasını ve bakımını zor ve maliyetli hale getirir. Ancak, özellikle kuantum bilgisayarları gibi diğer cihazları oluşturmak için bu sistemleri daha sağlam hale getirmek için araştırmalar devam ediyor.
Deprem Tespitini İyileştirme
Boddice, gelişmiş bir deprem algılama sistemi için bu kuantum cihazlarını kullanmayı düşünen birçok araştırmacıdan biridir.
Boddice, “Kalıcı olarak izlenen gravimetre sensörlerinden oluşan bir ağ ekleyerek, aynı anda birden fazla dedektörde plaka hareketinin neden olduğu bir kütle kayması tespit ettiyseniz, daha erken bir uyarı alırsınız” diyor. İvmeölçerler yerçekimi sinyali ışık hızında hareket ederken dalga varışlarını tespit etmeye başladığında bu doğrulanabilir.
Kuantum sensörlerini geleneksel sismograflarla birleştirmek, araştırmacıların kullanması için daha kesin veriler sağlayabilir. deprem modelleridaha iyi sıcak nokta tahminlerine ve daha etkili uyarı sistemlerine yol açar.
Kuantum Algılamanın Faydaları
Anjul Loiacono, bu tür kuantum algılama yoluyla kazanılan hassasiyetin “bir depremin başlangıcında daha güvenli yerlere ulaşmak için gereken kritik ekstra saniyeleri sağlayarak binlerce hayatı kurtarma potansiyeline sahip olduğunu” söylüyor. Başkan Vekili Kuantum Sinyal İşleme at Infleqtion (eski adıyla ColdQuanta), yerçekimi dalgası tespiti için kuantum sensörleri geliştiren bir kuantum hesaplama şirketi.
Uyarı penceresi yalnızca biraz genişletilebilse de Boddice, bu ekstra sürenin bir deprem sırasında ölümlerin azaltılmasında yine de bir fark yaratabileceğine inanıyor.
“Örneğin, bir trenin altındaki ray, tren hareket halindeyken bükülürse çarpar; bu yüzden bu etkiden kaçınmak için treni durdurmak daha iyi” diyor. “İnsanların daha riskli yerlere girmesini önlemek için harekete geçebilirsiniz.”
Bu, bir deprem başladığında insanların mahsur kalabileceği asansörlerin çalıştırılması veya tünel girişlerinin kapatılması için geçerli olabilir. Ayrıca bir sarsıntı sırasında bir kırılma durumunda yangınları önlemek için güç ve gaz şebekelerini kapatabilirsiniz.
Boddice, “Bireysel olarak bu eylemler küçük şeyler gibi görünebilir, ancak yeterince büyük bir deprem için kümülatif olarak, kayıplarda önemli bir fark yaratabilirler” diye ekliyor.
Deprem Tahminlerinin Sınırlamaları
Bu cihazlar uyarı süresini iyileştirebilse de, başka zorluklara yol açacak şekilde çok hassas da olabilirler.
Boddice, “Kuantum gravimetrelerin yüksek hassasiyeti hem bir lütuf hem de bir lanettir” diyor.
Bunun nedeni, araç trafiği gibi her türden kuvvetin, Dünya’ya bu hassas cihazlarda kaydedilebilecek titreşimler göndermesidir. Bu, arka plan gürültüsünü önemli ancak küçük yerçekimi sinyallerinden ayırt etme işini ateşler.
Sonuç olarak, bazı bilim adamları dönüyor makine öğrenme algoritmalar. Bu teknoloji, gürültünün ve depremin ne olduğunu yorumlamaya yardımcı olabilir.
Loiacono, “Makine öğreniminin gücünü kuantum yerçekimi algılama teknolojisiyle birleştirmek, yaklaşan depremlerin daha hızlı ve daha kesin bir şekilde algılanmasına yol açacaktır” diyor.
Makine öğrenimi algoritmaları, gelecekteki deprem aktivitesine yönelik eğilimlerin tahmin edilmesine de yardımcı olabilir.
Depremler Günümüzde Daha mı Yaygın?
Mevcut veriler önemli bir başak Son iki yılda meydana gelen büyük depremlerin sayısında ve uzmanlar bu eğilimin devam edeceğini öngörüyor.
Bununla birlikte, bu artış eğilimi, büyük ölçüde algılama yeteneklerinin artmasının yanı sıra, daha kalabalık ve gelişmiş bölgelerde uyanıklık ve depremlerin etkisinin bildirilmesinden kaynaklanmaktadır.
Boddice, “Depremleri tespit etmenin uzun bir geçmişi var ve artık geçmişte olduğundan daha yaygın değiller” diyor. “Daha fazla nüfusa sahip bölgelerin bir araya gelmesinin, fark edilme veya 24 saatlik haberler nedeniyle onlar hakkında daha fazla haber yapma şansını artırdığından şüpheleniyorum.”
Eğilime nesnel, kapsamlı ve uzun vadeli bir bakışın, bunların şu anda herhangi bir zamanda olduğundan daha yaygın olmadığını ortaya çıkaracağını öne sürüyor.
Devamını oku: Fukuşima Ne Kadar Süre Radyoaktif Kalacak?
Kaynak : https://www.discovermagazine.com/the-sciences/how-sensors-using-quantum-entanglement-could-improve-earthquake-detection