11月23日，美國海軍研究辦公室（ONR）對外宣佈，開始著手研究基於μ介子的全新導航技術，以取代對GPS的依賴。在ONR的對外公告中稱：“與GPS訊號不同，宇宙射線μ介子是一種天然輻射源，可以穿過岩石、建築物和地球，可以在北極圈以北的高緯度地區使用，那裡的GPS衛星由於軌道限制而無法正常工作。”
今年9月，美國海軍研究辦公室（ONR）和美國陸軍發展司令部共同資助了Global-X挑戰賽，挑戰賽的目標是為無法使用GPS的北極地區開發新的導航解決方案。
一個包括來自芬蘭、日本、英國和美國研究人員組成的跨國團隊贏得了本年度的Global-X挑戰賽。他們希望證明μ介子可以作為GPS的替代品，並且仍能提供相同水平的精度。他們的目標是在9個月內展示一種用於北極的概念驗證替代導航系統，它可能會改變未來軍事活動的遊戲規則。
“隨著氣候變化為商業和軍事活動開啟北極航道，在極地地區航行的能力將在未來幾十年變得越來越重要，”該μ介子專案的ONR全球首席科學主任查爾斯·艾迪博士介紹：“該專案使用持續撞擊地球整個表面的宇宙相對論粒子，提供了一種創新方法來應對高緯度地區幾乎沒有或沒有GPS服務的導航挑戰。”
如今，如何保持導航能力成為一個大問題，尤其是在美國、俄羅斯和中國等國家開發拒止衛星導航的新方法時。
“從平民的角度來看，太空部隊最為重要的支援是我們擁有GPS，”太空作戰官納塔利婭·平託上尉在8月份的太空部隊宣傳片中說：“這是個人、公司、銀行和各種金融機構所需要的東西。所以從外界看，這可能是我們最重要的東西。”
如今，多國軍方每天都使用GPS來引導船隻、飛機、炸彈和許多其他裝置。但這些訊號很容易被幹擾器干擾，干擾器會阻止GPS訊號，而欺騙裝置會接管它們並向用戶提供虛假資訊，《國防》雜誌在今年2月份報導過防欺騙的μ介子技術。
據美國能源部介紹，介子是基本的亞原子粒子之一，有點像電子，但要重得多。地球上的介子是由地球大氣中的粒子與宇宙射線碰撞產生的，宇宙射線來自太陽或其他類太陽系或星系的高能光子和原子核。介子僅存在2.2微秒，但它們在大氣中不斷產生，撞擊地球表面的每一寸，並以幾乎光速穿過幾乎任何物質。
由於介子具有滲透幾乎任何物質的能力，所以對需要弄清楚在地下或水下的位置，會很有幫助。
研究人員在2020年發表在《自然》雜誌上的一項關於μ介子的研究中寫道：“宇宙射線μ介子無處不在且具有普遍性。利用這種普遍性和相對論性質，宇宙μ介子有可能成為用於高精度定位水下或地下的接收探測裝置。”
在北極圈以北航行也是如此。美國海軍資助的使用μ介子進行導航的研究由英國地理基礎設施調查有限公司的克里斯·斯蒂爾博士領導。斯蒂爾解釋說：“就像回聲定位一樣，‘ping’之間的時間差——來自我們探測器中交叉μ介子的訊號——可以允許使用者測量從一個探測器到另一個探測器的距離，多個探測器允許透過三角測量進行定位。”
研究人員已經在英國的一個大型浸水池中對該系統進行了測試。現在該專案將轉移到芬蘭，目標是進入一個覆蓋著一米厚冰的北極湖。“在這些高緯度地區，傳統的GPS測量由於軌道限制而存在問題。”ONR在官方訊息稿中提到了研究的目的。
為了讓它發揮作用，研究人員需要一套高度同步的時鐘，這些時鐘可以在寒冷的北極環境中部分地在水下工作。如果它確實奏效，那將是軍事導航的一大進步。
“海洋對宇宙射線μ子基本上是透明的，所以我們預計會產生新的海底導航。”研究人員對這項技術的前途充滿了信心。
μ介子並不是GPS的唯一替代方案。近年來，美國海軍再次開始重視天體導航技術。蘭德公司的高階工程師甚至建議美軍可以建立自動化天文導航系統為軍事人員做實時標記。
在更高的技術水平上，可能即將使用量子科學作為GPS的“防駭客”替代方案。“這些慣性感測器可用於需要位置或導航資訊的任何地方，以及無法接受GPS中斷或GPS不可用的地方。”正在研究量子導航的桑迪亞國家實驗室的科學家彼得·施溫特說：“民用應用，如航空和自動駕駛汽車，是不能接受GPS訊號暫時中斷的情況。GPS在地下或水下也不可用，因此慣性導航對於這些操作環境非常重要。”
在量子科學和介子之間，軍事導航正變得越來越科幻，而不僅僅是閱讀地圖。儘管聽起來很複雜，但科學家們對接下來可能發生的事情充滿了希冀。
