新疆大学の科学者が作成した 将来のトリウム核時計に必要な紫外線を生成できる世界初の結晶いつの日か、潜水艦や宇宙探査機を人力なしで誘導できるようになるかもしれない。 GPS。サウスチャイナ・モーニング・ポストによると、これらの時計はGPSを不要にするものではないが、完成すればこの種のシステムへの依存を減らすのに役立つだろう。 解決しようとしている中心的な問題は時間の測定です。、GPS や原子時計、核時計などのテクノロジーにとって基礎的なものです。
たとえば、携帯電話では、デバイスは衛星信号を受信することによってその位置を計算します。一連のアルゴリズムを通じて、 各信号が到着するまでにかかる時間を測定します。その情報は、世界内の位置を三角測量するために使用されます。これはと呼ばれます 時間ベースのナビゲーション。したがって、時計の精度が高ければ高いほど、それをベースにしたナビゲーション システムの精度も高くなります。
ただし、原理は単純ですが、GPS システムには問題が発生する可能性があります。たとえば、誤った信号で妨害されたり騙されたりするため、戦争時には脆弱になります。その上、 水中や地下ではうまく機能しません。。
潜水艦のようなプラットフォームの場合、GPS に依存するのは問題があります、位置を更新するには少なくとも潜望鏡レベルまで上昇し、マストやアンテナを露出させる必要があり、これにより脆弱性が高まります。この問題を軽減するために、現代の潜水艦は主に次のものに依存しています。 慣性航法システムで。並行して、いくつかの海軍と研究センター 彼らは、これらのシステムのドリフトを軽減し、外部信号の必要性を減らすために、新世代の原子時計をテストしています。。これらは非常に正確なタイミング装置であり、 原子の周りの電子の振動を利用して時間を測定する。
核時計
しかし、科学者たちは、と呼ばれる別の技術が存在すると考えています。 代わりに原子核の振動を利用する核時計は、10倍から1,000倍正確になる可能性がある。原子核は電子よりも安定しており、温度などの要因の影響を受けにくいため、これは革命的である可能性があります。また、外部の振動や磁場などの要素の影響も受けにくくなります。
この目的のために、研究チームは次のことに目を向けました。 トリウム-229。この要素は、この用途にとって特に興味深いものです。 そのコアは非常に低いエネルギーレベルで振動します。そのため、観察や測定が比較的容易になります。しかし、 測定するには非常に正確な UV レーザーが必要です、波長が 148.3nm。これは製造が非常に難しいため、この新しいクリスタルが登場します。
GPSなしのナビゲーション用ガラス
研究チームの説明によれば、この結晶は次のことが可能です。 レーザー光を非常に短波長の紫外線（145.2nm）に変換します。。まだ148.3nmには達していませんが、トリウム229が必要とする波長に近い光を生成するのに必要な領域内に材料を配置した記録です。
フッ素化ホウ酸塩化合物は、レーザー光の周波数を 145.2 ナノメートルの記録波長まで増加させることができます。 この波長は、米国、中国、その他の国で開発されている超高精度ウェアラブル ウォッチの重要な要件を満たすのに十分短いです。」とチームを指摘する。
この数値に到達できれば、非常に正確な軌道推定を使用して位置を計算する方法が提供される可能性があります。 速度、方向、移動時間を比較する。
理論的には、次のようにすることもできます 星、パルサー、無線信号など、ナビゲーション補助としても機能する他のソースからの信号。この技術が習得されれば、潜水艦が水中を自由に航行できるようになるかもしれない。 表面化することなく。
そして、それは他のテクノロジーにも重要な影響を与えるでしょう。 ミサイル、ナビゲーション干渉の影響を受けなくなる可能性があります。の場合、 宇宙船、地球からの修正を必要とせずに宇宙で自律的に航行するのにも役立つ可能性があります。
