การวัดอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเชิงควอนตัม

 

เทคโนโลยีขั้นปัจจุบัน: เครื่องวัดค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงที่มีความแม่นยำสูงล้ำสำหรับงานภาคพื้นดิน  การวัดการแทรกสอดเชิงควอนตัมอาศัยการสอดคล้องกันของสถานะทับซ้อน โดยเมื่อส่วนที่กระทำการแทรกสอดนั้นเป็นอะตอมเย็นแทนที่จะเป็นแสง การควบคู่ที่แข็งแรงกับสิ่งแวดล้อมอันเนื่องมาจากสภาพการเกิดขั้ว โมเมนต์แม่เหล็ก และ  ภาคตัดขวางการกระเจิง ที่ให้ค่าสูงของอะตอมเย็น ทำให้ได้มาซึ่งเครื่องมือวัดที่มีความไวและความแม่นยำที่ดีที่สุดในปัจจุบัน

 

การเกษตรและการจัดการอาหาร

 

การบริหารจัดการน้ำ

 

ความพร้อมใช้ของน้ำที่ใช้ได้ ทั้งน้ำผิวดินและน้ำบาดาลมีความสำคัญเชิงกลยุทธ์สำหรับวิสาหกิจของกองทัพทุกระดับ การดำเนินการทางทหารที่ประสบความสำเร็จนั้นเกี่ยวข้องกับการจัดหาน้ำที่เพียงพอให้กับทหารและสัตว์ที่เกี่ยวข้องในพื้นที่ซึ่งเกี่ยวข้องกับสิทธิการใช้น้ำของผู้มีส่วนได้ส่วนเสียและเทคโนโลยีการตรวจจับใหม่เพื่อวางแผนการจัดการน้ำที่แม่นยำยิ่งขึ้น

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์ถูกปล่อยให้ตกอิสระในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ที่สัมพันธ์กับการแกว่งของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการเพื่อประกันอนาคตของการเกษตรแห่งชาติอยู่ที่ค่าประมาณ 5×10^-8 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: พลวัตของระดับน้ำผิวดินและใต้ดิน ระดับน้ำผิวดินทั่วโลก การจัดการน้ำดื่ม ความมั่นคงของกองทัพบก การจัดการความขัดแย้งเรื่องน้ำในระยะสั้น และการรักษาสันติภาพ

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: ลดความยากจน เพิ่มรายได้ และปรับปรุงความมั่นคงด้านอาหาร การจัดการน้ำในระยะยาว ความร่วมมือระหว่างนักวิชาการ วิศวกรโยธา วิศวกรรมอุทกวิทยา และกระทรวงเกษตรและสหกรณ์

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 8 (ซ้าย) ผู้เชี่ยวชาญด้านการบำบัดน้ำของกองทัพบก (ขวา) ภาพ 3 มิติเสมือนจริงของร่องรอยพื้นผิวของโครงสร้างรองรับน้ำ อ้างอิง: https://www.operationmilitarykids.org/army-water-treatment-specialist-mos-92w/   https://undergrounddetection.co.za/equipment-and-working-methods/detection-of-underground-water/

 

การประยุกต์ใช้งานวิศวกรรมโยธา

 

ลดปริมาณงานภาคถนนด้านสาธารณูปโภค

 

การตรวจจับความโน้มถ่วงให้รายละเอียดของภาพใต้ดินที่ไม่เคยมีมาก่อน  ตำแหน่งที่แม่นยำของสินทรัพย์ใต้ดินจะช่วยลดต้นทุนให้กับการปิดถนน  และด้วยเหตุนี้การจราจรจึงล่าช้าเนื่องจากงานสาธารณูปโภคบนท้องถนนในประเทศไทย  ซึ่งมีมูลค่าเทียบเท่ากับงานหลายพันล้านดอลล่าสหรัฐหรือหลายล้านวันต่อปี

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์ถูกปล่อยให้ตกอิสระในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ที่สัมพันธ์กับการแกว่งของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการเพื่อแสดงภาพใต้ดินอยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-7 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: หลุมยุบ ระบบเคลือข่ายท่อส่งน้ำ สายส่งกำลังไฟฟ้าใต้ดิน และทางแคบและลึกเข้าสู่เหมือง

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: การคาดการณ์ความอันตรายใต้ผิวดิน  ความร่วมมือระหว่างนักวิชาการกับกระทรวงคมนาคม

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 9 การบุกรุกถนนในประเทศไทยอาจทำให้สูญเสียงานนับพันล้านเหรียญสหรัฐหรือล้านวันต่อปี อ้างอิง: https://mgronline.com/local/detail/9580000075376

 

สถานที่ก่อสร้างและการขุด

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์ถูกปล่อยให้ตกอิสระในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ที่สัมพันธ์กับการแกว่งของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการสำหรับการสำรวจใต้ดินที่คุ้มค่าและความถูกต้องสูงอยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-7 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: ลดต้นทุนโครงการ การเกินกำลัง และความเสี่ยง

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: ความร่วมมือระหว่างนักวิชาการกับกระทรวงคมนาคม

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 10 เมืองโรมันถูกค้นพบที่สถานที่ก่อสร้างรถไฟใต้ดินโซเฟีย อ้างอิง: https://euobserver.com/news/30625

 

การประยุกต์ใช้ในด้านธรณีฟิสิกส์

 

การทำแผนที่โลกทางอากาศด้วยเครื่องวัดระดับความแตกต่างของแรงโน้มถ่วงโลก

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมเย็นด้วยเลเซอร์ชนิดรูบิเดียม-85 ถูกยิงขึ้นไปสำหรับการตกอย่างอิสระภายในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงแสงรามานนั้นทำการแบ่งแยกกลุ่มอะตอม สลับสถานะ และนำกลุ่มอะตอมกลับมารวมกันอีกครั้ง  ณ หน้าต่างสังเกตการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันได้กลับมาแทรกสอดกันและจำนวนอะตอมในสถานะพื้นกับสถานะพื้นกึ่งเสถียรจึงได้รับการตรวจวัด  หลังจากทำการทดลองเดิมซ้ำๆหลายครั้งก็จะสามารถดึงค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงโลก (g) ที่ผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถใช้เฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงของค่า g สัมพันธ์กับการแกว่งขึ้นลงของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการต่อการตรวจวัดอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงโลกเพื่อทำการสร้าง “แผนที่โลก” ของทุกสรรพสิ่งใต้พิภพนั้นอยู่ที่ค่าประมาณ 2×10-9 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: “แผนที่กูเกิ้ล” ของทุกสรรพสิ่งใต้พื้นพิภพที่ระดับความละเอียดสูง

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: การวัดและการทำความเข้าใจแบบพลวัตในเรื่อง รูปทรงเรขาคณิตของลูกโลก  การวางตัวบนปริภูมิและสนามโน้มถ่วง เครือข่ายสังเกตการณ์ภูมิมาตรของโลก

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

*หมายเหตุ: Y. Bidel, et al., Absolute airborne gravimetry with a cold atom sensor,” J Geod 94, 20 (2020).

 

 

ภาพที่ 11 แบบจำลองที่ลองทำขึ้นมาแสดงให้เห็นเมืองลอนดอนบนแผนที่กูเกิ้ลที่ถูกรวมกับแผนที่ของสิ่งที่อยู่ด้านล่าง

 

อ้างอิง: https://www.google.com/maps/place/London,+UK/

 

การบรรเทาภัยพิบัติทางธรรมชาติ

 

เทคโนโลยีควอนตัม: สถานะควบแน่นโบส-ไอน์สไตน์แบบผลิตด้วยแสงเพียงอย่างเดียวถูกสร้างมาจากอะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์  จะถูกปล่อยให้ตกอิสระในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ที่สัมพันธ์กับการแกว่งของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการเพื่อเป็นข้อมูลให้กับการพยากรณ์ภูมิอากาศด้วยความละเอียด 10 กิโลเมตร อยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-9 เท่าของค่า g  ซึ่งกำลังมีการออกแบบดาวเทียมวงโคจรต่ำเพื่อใช้ในการเก็บข้อมูล

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: การบรรเทาอุทกภัย การพยากรณ์แผ่นดินไหวที่ใกล้จะเกิดขึ้น และการเฝ้าระวังภูเขาไฟ

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: การปรับปรุงแบบจำลองความเสี่ยงด้านการประกันภัย ลดผลกระทบของภัยพิบัติ

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: ความร่วมมือระหว่างนักวิชาการกับกรมป้องกันและบรรเทาสาธารณภัย

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 12 ภัยธรรมชาติทั่วไป อ้างอิง: https://whatsonsukhumvit.com/14-of-thailands-worst-natural-disasters/  

 

โลกผิดรูปและการแทนที่เปลือกแข็งของโลกจากปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง

 

การกระจายมวลของโลกเนื่องจากน้ำทะเลที่เคลื่อนที่ตลอดเวลาทำให้เกิดน้ำหนักถ่วงที่ก้นมหาสมุทรเป็นระยะ การเสียรูปของโลกภายใต้น้ำหนักถ่วงดังกล่าวที่เรียกว่าการโหลดของกระแสน้ำในมหาสมุทรส่งผลต่อการเดินเรือในมหาสมุทร การขนส่งกระจายสินค้า และการขนส่งทางทะเล

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์ถูกปล่อยให้ตกอิสระในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ที่สัมพันธ์กับการแกว่งของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการเพื่อสำรวจการโก่งตัวของก้นทะเลที่บิดเบี้ยวและกระจายมวลมหาสมุทรในบริเวณใกล้เคียงได้ดีกว่า 0.01 ppm อยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-8 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: การเดินเรือในมหาสมุทร โลจิสติกกระจายสินค้า การขนส่งทางทะเล

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: –

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 13 ตัวอย่างกระแสน้ำในมหาสมุทรสำหรับฮาร์โมนิก M2 (ระยะเวลา 12 ชั่วโมง 25 นาที) สีแสดงถึงแอมพลิจูด และเส้นชั้นความสูงแสดงถึงระยะหน่วงของกระแสน้ำด้วยระยะห่าง 60 องศา

 

อ้างอิง: http://holt.oso.chalmers.se/loading/loadingprimer.html

 

การประยุกต์ใช้ด้านการป้องกันและความปลอดภัย

 

สุดทางของเทคโนโลยีการพรางตัว

 

ควอนตัมสุดยอดเซนเซอร์ใช้ประโยชน์จากระดับความเป็นอิสระภายในที่หลากหลายของอะตอมเป็นกลางในการวัดปริมาณเชิงฟิสิกส์หลายชนิดไปพร้อมกัน ในที่นี้เครื่องตรวจวัดอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงและเครื่องตรวจวัดสนามแม่เหล็กโดยใช้สสารควบแน่นโบส์ไอสไตน์ได้ถูกนำมาผนวกกันกับเทคโนโลยีขั้นปัจจุบันในการตรวจวัดความผิดปกติของสนามโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็กของโลก  ข้อมูลที่ได้รับสามารถกำหนดหาการรุกล้ำชองมวลสารหรือเครื่องยนต์เคลื่อนที่ด้วยการพรางตัวแบบแม่เหล็กได้โดยปราศจาการส่งสัญญาณออกไป

 

เทคโนโลยีควอนตัม: สสารควบแน่นโบส์ไอสไตน์ระบบแสงโดยล้วน ซึ่งสร้างจาก อะตอมเย็นด้วยเลเซอร์ชนิดรูบิเดียม-85 ถูกปล่อยให้ตกลงมาภายในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงแสงรามานนั้นทำการแบ่งแยกกลุ่มอะตอม สลับสถานะ และนำกลุ่มอะตอมกลับมารวมกันอีกครั้ง  ณ หน้าต่างสังเกตการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันได้กลับมาแทรกสอดกันและจำนวนอะตอมในสถานะพื้นกับสถานะพื้นกึ่งเสถียรจึงได้รับการตรวจวัด  หลังจากทำการทดลองเดิมซ้ำๆหลายครั้งก็จะสามารถดึงค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงโลก (g) ที่ผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถใช้เฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงของค่า g สัมพันธ์กับการแกว่งขึ้นลงของระดับน้ำ  ความแม่นยำที่ต้องการต่อการตรวจวัดเรือดำน้ำระบบพรางตัว (หนัก 50-50,000 ตัน) ที่ระยะห่าง 10 กิโลเมตร นั้นจะต้องน้อยกว่า 1×10-6 เท่าของค่า g.  การสำรวจวัดค่าสนามแม่เหล็กที่ทำงานร่วมกันได้ ณ ระดับความไว ใต้เฟมโตเทสลา จะสามารถเพิ่มขีดความสามารถในความละเอียดแม่นยำให้มากขึ้น  การออกแบบสำหรับบรรทุกบนระบบดาวเทียมเพื่อใช้ในภารกิจวงโคจรระดับต่ำกำลังอยู่ในขั้นตอนการวางแผนสร้าง

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: การตรวจับยานบินพรางตัว เรือดำน้ำพรางตัว รถถังพรางตัว การซ้อมรับและการเคลื่อนกำลังพลของทหาร

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: การร่วมมือกันระหว่างนักวิชาการและฝ่ายข่าวกรอง

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: ควอนตัมเรดาร์ หรือ ลิดาร์

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 14  แสดงเรือดำน้ำระบบพรางตัว ที่ชื่อว่า Zumwalt-class destroyer  โครงสร้างที่เป็นเหลี่ยมมุมของมันสามารถลดประสิทธิภาพของสัญญาณเรดาร์ได้มากกว่า 50 เท่า ทำให้ยากแก่การตรวจพบมากกว่าเรือรุ่น destroyer รุ่นทั่วไป อ้างอิง: https://en.wikipedia.org/wiki/Zumwalt-class_destroyer

 

การเฝ้าสังเกตช่องทางเข้าตามแนวชายแดน

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมเย็นด้วยเลเซอร์ชนิดรูบิเดียม-85 ถูกขับขึ้นในรูปแบบน้ำพุอะตอมภายในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงแสงรามานนั้นทำการแบ่งแยกกลุ่มอะตอม สลับสถานะ และนำกลุ่มอะตอมกลับมารวมกันอีกครั้ง  ณ หน้าต่างสังเกตการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันได้กลับมาแทรกสอดกันและจำนวนอะตอมในสถานะพื้นกับสถานะพื้นกึ่งเสถียรจึงได้รับการตรวจวัด  หลังจากทำการทดลองเดิมซ้ำๆหลายครั้งก็จะสามารถดึงค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงโลก (g) ที่ผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถใช้เฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลงของค่า g สัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของกลุ่มมวลชนผ่านช่องทางเข้าที่ซ่อนไว้ใต้ดิน ความแม่นยำที่ต้องการต่อการตรวจวัดอัตราเร่งจากแรงโน้มถ่วงเพื่อใช้ในการปรับปรุงเทคโนโลยีการหลบหนีเข้าเมืองที่มีอยู่โดยไม่ได้ทำให้เกิดความเสียหายจากความล่าช้า นั้นจะอยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-9 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: การขนส่งที่ผิดกฎหมาย  ความมั่นคงของชาติตามแนวชายแดน

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: การร่วมมือกันระหว่างนักวิชาการกับฝ่ายข่าวกรอง

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 15 อุโมงค์ตรวจจับสำหรับความมั่นชายแดน อ้างอิง: https://www.researchgate.net/publication/339815359

 

เชื้อเพลิงและพลังงานที่ยั่งยืน

 

การสำรวจปิโตรเลียมและแร่ธาตุ

 

เครื่องวัดอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของเรามีศักยภาพที่จะทำการสำรวจน้ำมันและก๊าซธรรมชาติในภูมิประเทศที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ก่อนหน้านี้  เช่น หนองบึง หุบเข้าลึก ป่าทึบ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นที่บนบก  ซึ่งเชื่อกันว่าปิโตรเลียมได้หมดไปแล้วด้วยการสำรวจโดยเทคโนโลยีในปัจจุบัน  การปรับปรุงความไวของการวัดให้เหนือวิธีการทางธรณีวิทยาที่มีจำหน่ายโดยทั่วไปจะช่วยลดความเสี่ยงของความล้มเหลวในการขุดเจาะ  และลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการขุดเจาะสำรวจใต้ท้องทะเลลึก  ซึ่งเป็นความท้าทายทางวิศวกรรมที่น่ากลัวขึ้นถึง 10 เท่า  เพื่อให้สามารถมองเห็นการแทนที่ของน้ำมันปริมาณ 100 กก. ในชั้นหินเกลือที่ความลึก 10 กม. นวัตกรรมล้ำค่าในการสำรวจน้ำมันและก๊าซที่แม่นยำดังกล่าวอาจทำให้โลกมีสมดุลในการสำรองพลังงานปิโตรเลียมที่ดีมากขึ้น

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์ถูกโยนขึ้นจากระบบน้ำพุอะตอมในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ร่วมกับข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนแบบแม่เหล็ก 2 มิติ และ 3 มิติ เผยให้เห็นการแทรกสอดของน้ำมันที่ความละเอียดดีกว่า 100 กก. ที่ความลึก 10 กม. ความแม่นยำที่ต้องการการวัดความโน้มถ่วงต่อการสำรวจทางธรณีวิทยาในภูมิประเทศที่ไม่สามารถเข้าถึงได้ อยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-9 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: แหล่งปิโตรเลียมภาคพื้นดินที่มีขนาดเล็กและตื้น  ความเสี่ยงของการขุดเจาะล้มเหลว

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: เกรเดียนท์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกเหนือผิวดิน  ความแปรผันของระดับความสูง 1 ซม. ปรากฎการณ์น้ำขึ้นน้ำลง (ผลจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์)  เขตก่อสร้าง  การขุดค้น  ระดับน้ำผิวดิน  การไหลของมวลอากาศ  การเคลื่อนที่ของขั้วโลก

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

 

ภาพที่ 16 (บนสุด) เครื่องวัดอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงแบบอะตอมเย็นขนาดเล็ก (ด้านล่าง) การบินพร้อมการวัดสนามแรงโน้มถ่วงแบบต่อเนื่องโดยใช้เครื่องวัดแรงโน้มถ่วงแบบควอนตัมทางอากาศ อ้างอิง: http://thep-center.org/src2/views/research-center-en/solarcell2-1en.php

 

การมอนิเตอร์ระดับน้ำในบ่อน้ำมัน

 

ศักยภาพในการวัดระดับน้ำภายในบ่อน้ำมันมีบทบาทสำคัญในการเฝ้าติดตามสภาพโดยใช้เส้นโค้งจุดขัดข้อง  ซึ่งยังไม่มีอุปกรณ์เชิงพาณิชย์ใดสามารถทำงานนี้ได้

 

เทคโนโลยีควอนตัม: อะตอมรูบิเดียม-85 ที่ถูกทำความเย็นด้วยเลเซอร์ถูกปล่อยให้ตกอิสระในระบบสุญญากาศระดับสูงในเวลาเดียวกับที่ห้วงรามานสองโฟตอนทำการแยก สลับสถานะและรวมกลุ่มอะตอมเข้าด้วยกันใหม่ ณ หน้าต่างสังเกตุการณ์สุดท้าย ฟังก์ชันคลื่นของสองเส้นทางที่แยกจากกันจะเกิดการแทรกสอดและประชากรในสถานะพื้นและสถานะพื้นกึ่งเสถียรจะถูกวัด  หลังจากการทดลองซ้ำๆหลายครั้งก็จะได้รับค่าสัมบูรณ์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกผ่านการเฉลี่ยทางสถิติออกมาและสามารถสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงของค่า g ที่สัมพันธ์กับการแกว่งของระดับสารผสมระหว่างน้ำและน้ำมันภายในบ่อน้ำมัน  ความแม่นยำที่ต้องการเพื่อวัดระดับน้ำภายในบ่อน้ำมันแบบตลอดเวลา อยู่ที่ค่าประมาณ 1×10-9 เท่าของค่า g

 

ผลกระทบทางตรงต่อสังคม: การสกัดและกลั่นน้ำมัน

 

การใช้ประโยชน์อื่น ๆ: เกรเดียนท์ของอัตราเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของโลกเหนือผิวดิน  ความแปรผันของระดับความสูง 1 ซม. ปรากฎการณ์น้ำขึ้นน้ำลง (ผลจากดวงจันทร์และดวงอาทิตย์)  เขตก่อสร้าง  การขุดค้น  ระดับน้ำผิวดิน  การไหลของมวลอากาศ  การเคลื่อนที่ของขั้วโลก

 

เทคโนโลยีควอนตัมทางเลือก: –

 

ระบบสนับสนุน: –

 

 

ภาพที่ 17 (ซ้าย) ระบบหมุนเวียนโคลน (ขวา) วาดภาพจำลองแผนที่ธรณีวิทยา 3 มิติ ใต้หลุมเจาะ อ้างอิง: Fundamentals of Petroleum, 2nd ed., Copyright 1981, Petroleum Extension Service, The University of Texas at Austin (PETEX).