基於宇宙射線的新穎無線導航技術，成功完成首次測試

GPS 系統是當代日常生活支柱，協助多種程式執行導航、地圖繪製等功能，但最大缺點為無線電波訊號不能穿過建築物、岩石或水。為此，日本研究人員開發出另一種仰賴宇宙射線 μ 子的無線導航系統，近日成功完成首次測試。

GPS 系統工作原理歸於三角測量技術，衛星繞地球運行並以無線電載波傳送訊號，但無線電波是種容易被阻擋的光，比如當你經過隧道時汽車廣播會中斷、GPS 在高緯度地區效果不佳等，因此日本東京大學團隊嘗試開發一種基於宇宙射線粒子的新型 GPS：muometric 無線導航系統（MuWNS），解決 GPS 過去難穿透地下或水下的缺點，比前者更擅長追蹤地下運動。

緲子（μ 子）是種不穩定次原子粒子，平均壽命 2.2 微秒，與其他不穩定的次原子粒子相比，緲子壽命相對較長，由於質量比電子大，因此緲子在電磁場中的加速和偏轉比電子要慢，發出的軔致輻射也較電子少，這使緲子能比相同能量的電子穿透更厚物質。

當宇宙射線撞擊地球上層大氣會分解成大量次原子粒子，最終衰變成 μ 子，穿透數十萬公尺大氣層均勻落到地球上，據計算每晚約有 100 萬個 μ 子以接近光速的速度無害穿過我們身體，且無論穿過什麼物質（比如數公里厚岩石圈），它們都以相同速度行進。

團隊最初開發的 muPS 系統受到有線限制，對四處走動的人來說不太實用，直到最近成功將系統無線化，透過將 4 個 μ 子探測站置於地面，一個 μ 子探測接收器置於人身上，當大量 μ 子落下時首先穿過探測器再抵達接收器，兩者時間差讓研究人員可利用 μ 子進行三角測量、執行導航功能。

研究人員表示，這項無線導航技術有朝一日可協助救援行動、海底與火山監測，研究下一步是簡化 MuWNS 系統並整合至智慧型手機中。新論文發表在《iScience》期刊。

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（首圖來源：pixabay）