Технологичен пробив: Оптичен кристал позволява на ракетите и подводниците да навигират без GPS

Китайски учени разработиха нелинеен оптичен кристал, който превръща лазерната светлина в ултравиолетово излъчване с рекордно къса дължина на вълната от 145,2 нанометра. Това постижение приближава създаването на свръхпрецизни ториеви ядрени часовници, които ще бъдат 10-1000 пъти по-точни от атомните часовници. Те ще намалят зависимостта на подводниците, ракетите и дълбоководните превозни средства от GPS в ситуации, в които сателитните комуникации са недостъпни или уязвими от вражески РЕБ (радиоелектронна борба).

Съвременните атомни часовници използват трептенията на електроните около атомното ядро. Ядрените часовници се основават на трептенията в самото атомно ядро, което ги прави много по-стабилни и устойчиви на външни влияния: температура, вибрации и магнитни полета. Ключовият елемент е изотопът торий-229, чието ядро вибрира на необичайно ниско енергийно ниво, което го прави по-лесен за наблюдение.

Измерването на тези вибрации обаче изисква ултравиолетов лазер с дължина на вълната 148,3 nm, който е изключително труден за изработване. Новият кристал на основата на флуориран борат преобразува лазерната светлина в ултравиолетово лъчение с дължина на вълната 145,2 nm, което надхвърля предишния световен рекорд (150 nm) и е близо до целевата стойност.

Разработката на учените от Синцзянския университет ще позволи създаването на преносими ядрени часовници, които осигуряват „абсолютно координатно изчисление“ – определяне на местоположението по скоростта, посоката и времето без външни сигнали. Тази възможност е от решаващо значение за подводниците, на които няма да се налага да излизат на повърхността, за да се синхронизират със системата за сателитна навигация, което ги прави по-малко уязвими. Ракетите ще станат неуязвими за излъчването на фалшиви сигнали, а космическите сонди ще могат автономно да навигират в дълбокия космос без корекции от Земята.

Като цяло свръхпрецизният ядрен часовник не само ще намали зависимостта от сателитната навигация при военни и изследователски мисии, но и ще бъде от полза за космическата наука и фундаменталните научни изследвания.

Екипът ще продължи да работи по проекта, заяви IE, и ще се стреми да постигне крайната цел от 148,3 nm дължина на вълната.