Разработанный в Китае кристалл позволит субмаринам и ракетам действовать без GPS
Команда исследователей из университета Синьцзяна (Китай) разработала новый нелинейно-оптический кристалл, который решает одну из ключевых технических проблем — генерацию интенсивного узкополосного ультрафиолета в вакууме. Этот свет требуется для возбуждения низкоэнергетического ядерного перехода в изомере тория-229, который считается идеальной основой для будущих сверхточных ядерных часов.
Такие часы, как считается, обеспечат точность на порядки выше современных атомных (цезиевых или стронциевых), с гораздо меньшей чувствительностью к внешним помехам (температура, магнитные поля, вибрации, иные факторы).
Спектр использования перспективных ядерных ториевых часов на основе нелинейно-оптического кристалла широк.
Как пишет китайская пресса, такие часы будут крайне актуальны на космических кораблях, подводных лодках и в целом ряде наукоёмких отраслей. При наличии часов на основе указанной выше технологии появляется возможность навигации без привычного варианта GPS.
Китайские учёные:
Фторированное боратное соединение может довести лазерный свет до рекордной длины волны в 145,2 нанометра. Эта длина волны подходяще мала по своей величине для удовлетворения ключевого требования к сверхточным портативным часам, разрабатываемым в США, Китае и других странах.
Полученный результат превзошёл предыдущие показатели, установленные фторборатом калия-бериллия — кристаллом, разработанным в 1990-х годах, который долгое время доминировал в этой области, но может достигать 150 нм — чего не достаточно в сравнении с целевым значением в 148,3 нм, необходимым для таких часов.
То есть, создание нового кристалла становится, по сути, первым за 30 лет шагом вперёд в данной области.
Исследования проводятся под руководством профессора Пан Шили из лаборатории физики и химии Синьцзянского технологического университета.
Для справки: ядерные часы отсчитывают время, используя колебания внутри атомного ядра, а не электроны, используемые в атомных часах. Поскольку ядро гораздо меньше подвержено влиянию окружающей среды, ядерные часы могут обеспечить гораздо более высокую точность, позволяя осуществлять навигацию в местах, где не работает система глобального позиционирования (GPS), например, в дальнем космосе или под водой.
Как и другие передовые часы, они используют атомы тория, лазер для их исследования и детектор для считывания сигнала. Но для того чтобы «заставить» ядро работать, лазер должен быть настроен на очень специфическую длину волны (она указана выше), а время реакции определяется частотой его ответов.
Навигация без GPS с их помощью – дело недалёкого будущего, когда ядерные часы могут служить автономными высокоточными хронометрами, например, для ракет стратегического класса, что выведет военные технологии на абсолютно новый уровень.
Информация