A kínai Hszincsiang Egyetem tudósai kifejlesztettek egy új, ultraibolya sugárzást előállító kristályt, amely segíthet a rendkívül pontos tórium-atomórák építésében. A felfedezés lehetővé teszi a tengeralattjárók vagy a mélyűr-szondák globális helymeghatározó rendszer (GPS) nélküli navigációját - írta az Interesting Engineering.

Természetesen az atomórák nem teszik feleslegessé a GPS-t, de ha tökéletesítik őket, segítenek csökkenteni az ilyen rendszerekre való támaszkodást. A megoldandó központi kérdés az időmérés, amely elengedhetetlen például a GPS-hez. Például a mobiltelefon a műholdaktól érkező jelek fogadásával számítja ki a helyzetét, és algoritmusok segítségével méri, mennyi idő alatt érkeznek meg az egyes jelek. Tehát minél pontosabb az óra, annál pontosabb lesz az azon alapuló navigációs rendszer.

A tengeralattjárók számára a GPS valóságos rémálom, mivel ahhoz, hogy hatékonyan használhassák, fel kell jönniük a felszínre a helymeghatározáshoz. Ez rendkívül sebezhetővé teszi őket, ami nyilvánvalóan nem ideális. Ennek a problémának a megoldására a modern tengeralattjárók úgynevezett atomórákat használnak, amelyek rendkívül pontos időmérő eszközök. Ezek az atomok körüli elektronrezgéseket használják az időméréshez.

A tudósok azonban úgy vélik, hogy egy másik technológia, az úgynevezett nukleáris órák ezerszer pontosabbak lehetnek. Ennek érdekében a kutatócsoport a tórium-229-hez fordult a feladat megoldása érdekében. Ez az elem különleges, mivel atommagja nagyon alacsony energiaszinten rezeg. Ez viszonylag könnyűvé teszi a megfigyelését és mérését. A méréshez azonban rendkívül pontos, körülbelül 148 nm hullámhosszúságú (pontosabban 148,3 nm) UV-lézerekre van szükség. Ezeket nagyon nehéz előállítani, és itt jön be a képbe ez az új kristály.

Az új kristály képes a lézerfényt nagyon rövid hullámhosszú ultraibolya fényre (145,2 nm) átalakítani. Ez ugyan elmarad a 148,3 nm-től, de megdönti a korábbi 150 nm-es világrekordot, ami jelentős eredmény. Egy fluorozott borátvegyület a lézerfényt rekordot döntő, 145,2 nanométeres hullámhosszra képes felerősíteni. Ez a hullámhossz elég rövid ahhoz, hogy megfeleljen az Egyesült Államokban, Kínában és más országokban fejlesztett ultraprecíz hordozható órák egyik legfontosabb követelményének.

Mindez jelentős következményekkel járhat a GPS-t használó navigációra, amelyek ellenállóvá válnak a zavarásra. Az űrhajók esetében pedig segíthetne abban, hogy a Földről érkező korrekciók nélkül is önállóan navigálhassanak a mélyűrben. 

Forrás: Interesting Engineering

Borítóképünk illusztráció, forrása: Stock Adobe