2015 Hiroyuki KM Tanaka
Le GPS est désormais un pilier de la vie quotidienne, nous aidant avec la navigation, le suivi, la cartographie et le chronométrage dans un large éventail d’applications. Mais il a quelques défauts, notamment l’impossibilité de traverser les bâtiments, les rochers ou l’eau. C’est pourquoi des chercheurs japonais ont développé un système de navigation sans fil alternatif qui repose sur les rayons cosmiques, ou muons, au lieu des ondes radio, selon un nouvel article publié dans la revue iScience. L’équipe a mené son premier test réussi, et le système pourrait un jour être utilisé par des équipes de recherche et de sauvetage, par exemple, pour guider des robots sous l’eau ou pour aider des véhicules autonomes à naviguer sous terre.
« Les muons des rayons cosmiques tombent de manière égale sur la Terre et voyagent toujours à la même vitesse, quelle que soit la matière qu’ils traversent, pénétrant même des kilomètres de roche », a déclaré le co-auteur Hiroyuki Tanaka de Muographix à l’Université de Tokyo au Japon. « Maintenant, en utilisant des muons, nous avons développé un nouveau type de GPS, que nous avons appelé le système de positionnement muométrique (muPS), qui fonctionne sous terre, à l’intérieur et sous l’eau.
Comme indiqué précédemment, il existe une longue histoire d’utilisation des muons pour imager les structures archéologiques, un processus rendu plus facile car les rayons cosmiques fournissent un approvisionnement constant de ces particules. Les muons sont également utilisés pour chasser les matières nucléaires transportées illégalement aux frontières et pour surveiller les volcans actifs dans l’espoir de détecter quand ils pourraient éclater. En 2008, des scientifiques de l’Université du Texas à Austin ont réutilisé d’anciens détecteurs de muons pour rechercher d’éventuelles ruines mayas cachées au Belize. Les physiciens du Laboratoire national de Los Alamos ont développé des versions portables de systèmes d’imagerie muonique pour percer les secrets de construction du dôme au sommet de la cathédrale Sainte-Marie de la Fleur à Florence, en Italie, conçue par Filippo Brunelleschi au début du XVe siècle.
En 2016, des scientifiques utilisant l’imagerie muonique ont capté des signaux indiquant un couloir caché derrière les célèbres blocs de chevrons sur la face nord de la Grande Pyramide de Gizeh en Égypte. L’année suivante, la même équipe a détecté un vide mystérieux dans une autre zone de la pyramide, pensant qu’il pourrait s’agir d’une chambre cachée, qui a ensuite été cartographiée à l’aide de deux méthodes d’imagerie muonique différentes. Et pas plus tard que le mois dernier, des scientifiques ont utilisé l’imagerie muonique pour découvrir une chambre auparavant cachée dans les ruines de l’ancienne nécropole de Neapolis, à environ 10 mètres (environ 33 pieds) sous l’actuelle Naples, en Italie.
Les robots et les véhicules autonomes pourraient un jour être monnaie courante dans les maisons, les hôpitaux, les usines et les opérations minières, ainsi que pour les missions de recherche et de sauvetage, mais il n’existe pas encore de moyen universel de navigation et de positionnement, selon Tanaka et al. Comme indiqué, le GPS ne peut pas pénétrer sous terre ou sous l’eau. Les technologies RFID peuvent atteindre une bonne précision avec de petites batteries, mais elles nécessitent un centre de contrôle avec des serveurs, des imprimantes, des moniteurs, etc. L’estime est en proie à des erreurs d’estimation chroniques sans signal externe pour fournir une correction. Les approches acoustiques, scanner laser et lidar présentent également des inconvénients. Alors Tanaka et ses collègues se sont tournés vers les muons lors du développement de leur propre système alternatif.