Tinh thể bí ẩn của Trung Quốc mở lối định vị không cần GPS

Một nghiên cứu mới hé lộ khả năng tạo ra bước sóng cực ngắn, mở ra triển vọng thay đổi cách tàu ngầm và tên lửa định vị.

Tàu ngầm Trung Quốc Type 094.

Tàu ngầm Trung Quốc Type 094.

Các nhà khoa học tại Đại học Tân Cương, Trung Quốc vừa công bố đã phát triển một loại tinh thể mới có khả năng tạo ra tia cực tím (UV), mở đường cho việc chế tạo đồng hồ hạt nhân thorium siêu chính xác.

Giải pháp cho bài toán định vị

Theo báo cáo, loại đồng hồ hạt nhân này không thay thế GPS, nhưng có thể giảm sự phụ thuộc vào hệ thống vốn dễ bị gây nhiễu hoặc giả mạo tín hiệu trong thời chiến. GPS cũng không hoạt động hiệu quả dưới nước hoặc dưới lòng đất.

Với tàu ngầm, việc phải nổi lên mặt nước để bắt tín hiệu GPS khiến chúng dễ bị phát hiện và trở nên nguy hiểm. Hiện nay, tàu ngầm sử dụng đồng hồ nguyên tử - thiết bị đo thời gian dựa trên dao động của electron quanh nguyên tử.

Tuy nhiên, đồng hồ hạt nhân sử dụng dao động trong hạt nhân nguyên tử được cho là chính xác hơn từ 10 đến 1.000 lần, đồng thời ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, rung động hay từ trường.

Vai trò của Thorium-229 và tinh thể mới

Để đạt được độ chính xác này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng Thorium-229, một nguyên tố có hạt nhân dao động ở mức năng lượng rất thấp, dễ theo dõi và đo lường. Tuy nhiên, việc đo dao động này đòi hỏi tia laser UV có bước sóng cực ngắn khoảng 148,3nm - vốn rất khó tạo ra.

Tinh thể mới do nhóm phát triển có thể chuyển đổi ánh sáng laser thành tia UV với bước sóng 145,2nm, ngắn hơn kỷ lục thế giới trước đó là 150nm. Đây được xem là bước tiến quan trọng, dù chưa đạt mức 148,3nm lý tưởng.

Nhóm nghiên cứu cho biết: “Hợp chất borate fluorinated có thể khuếch đại ánh sáng laser tới bước sóng kỷ lục 145,2nm. Bước sóng này đủ ngắn để đáp ứng yêu cầu then chốt cho các loại đồng hồ siêu chính xác đang được phát triển tại Mỹ, Trung Quốc và nhiều quốc gia khác”.

Ứng dụng tiềm năng

Nếu đạt được bước sóng chuẩn, công nghệ này sẽ cho phép định vị bằng phương pháp “dead reckoning” - tính toán vị trí dựa trên tốc độ, hướng đi và thời gian di chuyển. Các nguồn tín hiệu khác như sao, pulsar hay sóng radio cũng có thể trở thành công cụ hỗ trợ định vị.

Với tàu ngầm, điều này đồng nghĩa chúng có thể di chuyển dưới nước mà không cần nổi lên để bắt tín hiệu GPS. Đối với tên lửa, công nghệ này giúp tránh bị gây nhiễu định vị. Trong lĩnh vực vũ trụ, nó mở ra khả năng tàu thăm dò tự định vị trong không gian sâu mà không cần sự điều chỉnh từ Trái Đất.

Theo IE

Hải Yến

Nguồn GD&TĐ: https://giaoducthoidai.vn/tinh-the-bi-an-cua-trung-quoc-mo-loi-dinh-vi-khong-can-gps-post773968.html