Учёные из Синьцзянского университета создали кристалл, который генерирует ультрафиолетовое излучение. Это не просто рядовой физический эксперимент. Открытие даёт старт производству сверхточных ториевых ядерных часов. С их помощью подводные лодки и космические корабли смогут ориентироваться в пространстве абсолютно автономно.
Глобальная система позиционирования (GPS) им больше не понадобится. Полностью отказываться от спутников, пока никто не собирается. Но ядерные хронометры резко снизят зависимость военных и космонавтов от GPS.
Суть в том, что любая система координат опирается на эталонный отсчёт времени. Именно эту базовую задачу и решает китайская разработка. Возьмём обычный смартфон. Он вычисляет координаты, ловя сигналы со спутников.
Умные алгоритмы засекают время прохождения каждого такого импульса и определяют ваше местоположение. Правило простое: чем точнее часы, тем меньше погрешность всей навигационной системы.
Читайте: GPS в 100 раз точнее – Оптические атомные часы могут обеспечить высокую точность
Уязвимость традиционных систем
Классический GPS работает просто, но уязвим. В зоне боевых действий спутниковый сигнал легко заглушить или подменить — это называется спуфинг. А глубоко под землю или в толщу океанской воды радиоволны просто не пробиваются.
Для экипажа подводной лодки использование GPS и вовсе смертельно опасно. Чтобы сверить координаты, субмарине приходится всплывать близко к поверхности. Одно такое движение — и корабль обнаружен радарами противника.
Сейчас на современных подлодках ставят атомные часы. Они отсчитывают время по колебаниям электронов. Но физики уверены: переход на ядерные часы, которые улавливают вибрации самих атомных ядер, повысит точность навигации в сотни, а то и в тысячи раз.
Торий-229 и рекордный кристалл
Запуск ядерных часов КНР тянет на настоящую технологическую революцию.
Ядра атомов гораздо стабильнее электронов. Им не страшны перепады температур, физическая тряска или мощные электромагнитные поля. Китайские физики взяли за основу изотоп торий-229. Его ядро вибрирует на сверхнизком энергетическом уровне. Эту микроскопическую пульсацию гораздо проще фиксировать и измерять аппаратурой.
Но есть нюанс. Чтобы «увидеть» эти колебания, нужны сверхточные ультрафиолетовые лазеры с длиной волны ровно 148,3 нанометра. Создать луч с такими параметрами — сложнейший инженерный вызов. Именно для этого и понадобился новый кристалл.
Инновационный материал работает как преобразователь. Он трансформирует обычный лазерный луч в экстремальный ультрафиолет с длиной волны 145,2 нанометра. Да, до идеальных 148,3 недотянули. Зато физики уверенно побили прошлый мировой рекорд в 150 нанометров. Для научного мира это серьёзный прорыв.
Авторы исследования подчёркивают: созданное ими фторированное боратное соединение выдаёт длину волны, которой уже достаточно для сборки сверхточных портативных часов. За первенство в этой гонке сейчас бьются ведущие лаборатории мира.
Перспективы автономного применения
Как только инженеры выйдут на целевую частоту лазера, военные получат идеальное «счисление пути».
Техника сможет определять свои координаты вслепую — зная лишь собственную скорость, вектор движения и время в пути. В перспективе маяками для такой навигации станут пульсары, излучение дальних звёзд и внешние радиосигналы.
Подводные лодки смогут уходить на глубину и маневрировать там месяцами. Никакой привязки к спутникам, никаких опасных всплытий для сверки курса.
Открытие меняет правила для многих видов вооружений. Ракетные комплексы, оснащённые ядерными часами, станут неуязвимы для современных систем радиоэлектронной борьбы (РЭБ) — их просто невозможно заглушить. А космическая отрасль получит ключи к дальнему космосу: межпланетные зонды смогут сами прокладывать маршруты без корректировок с Земли.
Хочу первым узнавать о ТЕХНОЛОГИЯХ – ПОДПИСАТЬСЯ на Telegram
Читать свежие обзоры гаджетов на нашем сайте – TehnObzor.RU