Атомные часы, которые сегодня определяют время с точностью до секунды за миллионы лет, могут устареть. Китайские ученые создали кристалл, который превращает ультрафиолетовый лазер в длину волны, необходимую для работы ядерных часов на тории-229. Точность таких часов в 10–1000 раз выше атомных. Это значит, что GPS станет не нужен, подводные лодки перестанут всплывать для навигации, а интернет может ускориться в 1000 раз.
Команда под руководством Пань Шили из Синьцзянского института физики и химии побила мировой рекорд по преобразованию ультрафиолета. Их новый кристалл на основе фторированного бората выдает длину волны 145,2 нм — это лучше предыдущего рекорда в 150 нм, установленного китайским же кристаллом еще в 1990-х.
Почему это важно
Современные атомные часы измеряют время по колебаниям электронов. Ядерные часы — по колебаниям внутри атомного ядра. Ядра гораздо стабильнее электронов, так как они меньше подвержены влиянию температуры, вибраций и магнитных полей. Точность ядерных часов может быть в 10–1000 раз выше, чем у лучших атомных часов сегодня.
При чем тут торий-229
Изотоп торий-229 уникален. Его ядро колеблется на очень низком энергетическом уровне, что делает его пригодным для измерения. Но проблема в том, что для возбуждения нужны ультрафиолетовые лазеры с длиной волны около 148,3 нм. До сих пор их было очень сложно получить. Новый кристалл выдает 145,2 нм — все еще не идеальные 148,3 нм, но огромный шаг вперед.
Что это значит для навигации
GPS имеет три фундаментальные проблемы:
- Его можно глушить.
- Его можно подделывать.
- Он не работает под водой и под землей.
Ядерные часы решают все это. Подводные лодки, которым сейчас приходится всплывать для GPS-коррекции (и становиться уязвимыми для обнаружения), смогут прокладывать курс под водой, используя только скорость, направление и время. Ракеты станут нечувствительными к постановке навигационных помех.
Что это значит для интернета
Исследователи также упоминают потенциальный эффект для сетей. Сверхточная синхронизация, которую обеспечат ядерные часы, может сделать возможной передачу данных на скоростях, в 1000 раз превышающих текущие.
Где это пригодится
| Область | Как поможет |
| Навигация под водой | Субмарины не будут всплывать для GPS |
| Космос | Автономная навигация без связи с Землй |
| Военные технологии | Ракеты, нечувствительные к глушению |
| Телекоммуникации | Сверхточная синхронизация и сверхскоростной интернет |
| Научные исследования | Фундаментальные измерения с невиданной точностью |
Кристалл, который превращает ультрафиолет в нужную длину волны, — это ключ к технологии, которая может похоронить GPS. Ядерные часы на тории-229 сделают навигацию возможной там, где спутники бессильны: под водой, под землей, в космосе. А заодно, возможно, ускорят интернет в 1000 раз — за счёт идеальной синхронизации сетей. До массового внедрения еще далеко, но первый шаг сделан. И он, как это часто бывает в последнее время, сделан в Китае.