Китайские ученые приблизились к созданию независимых от GPS навигационных систем. Исследователи из Синьцзяна разработали кристаллический материал, генерирующий ультрафиолетовое излучение для ядерных часов. Эта технология обещает точное определение положения без спутниковых сигналов в будущем.
Это открытие выходит за пределы материального и может стать ключевым в создании ядерных часов. Эти устройства измеряют время на основе колебаний атомных ядер. В отличие от современных атомных часов, где используется движение электронов, новый метод обещает точность в 10–1000 раз выше. При этом он менее чувствителен к внешним факторам, таким как температура, магнитные поля или вибрации.
Точность измерения времени — основа современной навигации. GPS-системы определяют ваше местоположение, анализируя время, за которое сигнал доходит от спутника до приемника. Любое отклонение в измерении времени ведет к ошибке в определении координат. Чем точнее часы, тем выше точность навигации.
В то же время GPS имеет существенные ограничения. Спутниковый сигнал может быть искажен или подделан, что в условиях вооруженного конфликта делает его уязвимым для действий противника. Система также не работает эффективно под водой или под землей, что в течение многих лет было серьезной проблемой для подводных лодок. Чтобы исправить свое положение, эти подразделения должны всплывать или использовать перископы, подвергая себя риску обнаружения.
Ядерные часы могут решить эту проблему в будущем, позволив так называемую инерционную навигацию, основанную на времени, скорости и направлении движения, без необходимости принимать внешние сигналы. На практике это означало бы способность долгосрочно и точно определять положение даже в полной изоляции, т. е. под водой, под землей или в глубоком космосе.
Однако ключевой проблемой остается создание адекватного ультрафиолетового излучения, которое позволяет «возбуждать» ядро тория-229 и использовать его стабильные колебания в качестве временной шкалы. Создание лазеров, способных напрямую производить такую длину волны, является сложным и дорогостоящим, поэтому в течение многих лет искали материалы, которые могли бы выступать в качестве преобразователей света — своего рода «реле» между стандартными лазерами и требуемым УФ-диапазоном.