Исследователи из Синьцзянского университета в Китае сделали важный шаг к созданию сверхточных ториевых ядерных часов, которые потенциально могут быть в 10−1000 раз точнее современных атомных аналогов.
Разработка призвана снизить зависимость от систем глобального позиционирования (GPS) в условиях, когда спутниковая навигация недоступна, подвержена помехам или не работает — например, под водой (для подводных лодок), под землей либо в условиях военного противодействия, когда сигналы GPS могут заглушаться или подменяться.
Ключевая сложность на пути создания таких часов — необходимость источника ультрафиолетового излучения с очень точной длиной волны. Для работы с изотопом тория-229 требуется излучение длиной волны около 148,3 нм. Именно здесь на помощь приходит новый кристалл, созданный исследовательской группой. Он способен преобразовывать обычный лазерный свет в ультрафиолет с длиной волны 145,2 нм. Это не только близко к требуемому значению, но и ниже предыдущего мирового рекорда в 150 нм.
Преимущество ядерных часов перед атомными заключается в принципе их работы. Вместо колебаний электронов вокруг атома они отслеживают колебания самого атомного ядра. Оно гораздо стабильнее и меньше подвержено влиянию внешних факторов — температуры, вибраций, магнитных полей. Такая устойчивость критически важна для автономной навигации подвижных объектов: подводных лодок, баллистических ракет, космических зондов в дальнем космосе.
Кристалл на основе фторированного боратного соединения показал стабильные спектральные характеристики: его излучение соответствует ключевым требованиям к источникам ультрафиолета для сверхточных портативных часов. В дальнейшем он может использоваться как базовый компонент будущих навигационных систем нового поколения.
Технология не призвана полностью заменить GPS, но способна обеспечить надежную навигацию там, где спутниковые сигналы недоступны, нестабильны или намеренно блокируются.
Ранее Наука Mail рассказывала, что новые сверхточные атомные часы помогут проверить законы Вселенной.
