Các nhà khoa học thuộc Đại học Công nghệ Tân Cương (Trung Quốc) đã phát triển một loại tinh thể có khả năng tạo ra tia cực tím (UV) đặc biệt, phục vụ chế tạo đồng hồ hạt nhân thorium với độ chính xác vượt trội. Công nghệ này được đánh giá có tiềm năng ứng dụng lớn trong dẫn đường quân sự và hàng không vũ trụ, đặc biệt trong môi trường không thể sử dụng hệ thống định vị vệ tinh như GPS.
Hiện nay, các thiết bị như smartphone, smartwatch hay laptop định vị thông qua tín hiệu từ vệ tinh, dựa trên việc đo thời gian truyền tín hiệu để xác định vị trí bằng phương pháp tam giác hóa. Tuy nhiên, hệ thống GPS có nhiều hạn chế như dễ bị gây nhiễu, giả mạo tín hiệu, hoặc hoạt động kém hiệu quả dưới nước và dưới lòng đất.
Để khắc phục, các phương tiện như tàu ngầm hiện đại sử dụng đồng hồ nguyên tử nhằm đo thời gian cực kỳ chính xác. Tuy nhiên, đồng hồ hạt nhân còn vượt trội hơn khi dựa trên dao động của hạt nhân nguyên tử thay vì electron, giúp tăng độ chính xác lên gấp 10 đến 1.000 lần nhờ tính ổn định cao và ít bị ảnh hưởng bởi môi trường.
Một trong những thách thức lớn của đồng hồ hạt nhân là yêu cầu nguồn laser cực tím có bước sóng rất ngắn, dưới 148,3 nm. Trước đây, các vật liệu hiện có chưa đạt được ngưỡng này. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã tạo ra tinh thể mới cho phép tạo ra bước sóng chỉ 145,2 nm, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật quan trọng.
Công nghệ này sử dụng đồng vị Thorium-229 – loại vật chất có mức năng lượng dao động hạt nhân thấp, giúp việc đo lường trở nên khả thi hơn. Hệ thống hoạt động bằng cách chiếu tia laser vào nguyên tử thorium và đo phản hồi để xác định thời gian với độ chính xác cực cao.
Khi được ứng dụng, đồng hồ hạt nhân có thể cung cấp phương pháp “ước lượng vị trí” độc lập bằng cách kết hợp dữ liệu về thời gian, tốc độ và hướng di chuyển. Điều này cho phép các phương tiện như tàu ngầm hoạt động mà không cần nổi lên để nhận tín hiệu GPS, hoặc giúp tàu vũ trụ tự điều hướng trong không gian sâu.
Trong lĩnh vực quân sự, công nghệ này được kỳ vọng giúp các hệ thống vũ khí trở nên ít phụ thuộc hơn vào tín hiệu vệ tinh và có khả năng “miễn nhiễm” trước các biện pháp gây nhiễu. Tuy nhiên, các chuyên gia nhận định đồng hồ hạt nhân sẽ không thay thế hoàn toàn GPS mà đóng vai trò bổ trợ, giảm sự phụ thuộc vào các hệ thống hiện có.
Hiện công nghệ vẫn đang ở giai đoạn nghiên cứu ban đầu và cần thêm thời gian để hoàn thiện trước khi có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
Bình luận
0