GPS olmadan naviqasiya: Dünyada cəmi 40 qram olan maddə ilə bağlı İNANILMAZ ARAŞDIRMA

Kaliforniya Universiteti rəhbərliyi altında tədqiqatçılar radioaktiv torium nüvələrinin fotonları atomun içindəki elektronların davranışına bənzər şəkildə, idarə olunan formada udub buraxmasına nail olublar.

Yenicag.az xəbər verir ki, bu barədə araşdırmanın nəticəsi “Nature” elmi jurnalında yayımlanıb.

Bu sıçrayışa baxmayaraq, ciddi məhdudiyyət qalırdı. Nüvə saatları üçün tələb olunan xüsusi izotop – “torium-229” yalnız silah dərəcəli uranda tapılır. Nəticədə alimlər dünya miqyasında saat tədqiqatları üçün bu materialdan cəmi 40 qramın mövcud olduğunu təxmin edirlər ki, bu da səmərəliliyi kritik bir çağırışa çevirir.

Kaliforniya Universitetinin fiziki Erik Hadsonun rəhbərlik etdiyi beynəlxalq əməkdaşlıq qrupu indi bu problemi həll etmək üçün bir yol tapıb. Komanda əvvəlki nəticələrini daha öncə tələb olunan toriumun yalnız kiçik bir hissəsinin istifadəsi ilə necə təkrar etməyin yolunu kəşf edib. Onların yeni metodu sadə və ucuzdur, bu isə nüvə saatlarının bir gün geniş istifadə üçün kifayət qədər kiçik və əlçatan olması ehtimalını artırır.

Əgər bu baş verərsə, sözügedən saatlar laboratoriyalardan kənara çıxaraq enerji şəbəkələrində, mobil telefon qüllələrində və GPS peyklərində vaxt ölçmə sistemlərini əvəz edə bilər. Onlar hətta telefonlara və ya qol saatlarına sığacaq qədər kiçilə bilər. Bu texnologiya həmçinin GPS siqnallarının çatmadığı yerlərdə, o cümlədən dərin kosmosda və sualtı qayıqlar kimi sualtı mühitlərdə naviqasiyaya imkan yarada bilər.

Hadsonun komandası orijinal uğurlarını təmin edən xüsusi torium qatışıqlı flüorid kristallarını hazırlamağa 15 il sərf etmişdi. Həmin təcrübələrdə “torium-229” atomları diqqətlə hazırlanmış bir strukturda flüorla birləşdirilmişdi. Alınan kristallar toriumu sabitləşdirir, eyni zamanda, atom nüvəsini həyəcanlandırmaq üçün lazım olan lazer işığına qarşı şəffaf qalırdı. Lakin bu proses son dərəcə çətin idi və kristalların istehsalı nisbətən böyük miqdarda torium tələb edirdi.

“Biz kristalları düzəltmək üçün bütün bu işləri gördük, çünki lazer işığının torium nüvələrinə çatması üçün kristalın şəffaf olması lazım olduğunu düşünürdük. Kristalları hazırlamaq, həqiqətən, çətindir. Bu, çox vaxt aparır və istifadə edə biləcəyimiz ən az torium miqdarı 1 milliqramdır ki, dünyada cəmi 40 qram material olduğunu nəzərə alsaq, bu, çoxdur”, – deyə baş müəllif Riki Elvel bildirib.

Yeni araşdırmada tədqiqatçılar çox fərqli bir yanaşma tətbiq ediblər. Onlar zərgərlikdə geniş istifadə olunan texnika olan elektroqaplama (elektroliz yolu ilə örtmə) vasitəsilə paslanmayan poladın üzərinə son dərəcə nazik torium təbəqəsi çəkiblər. 1800-cü illərin əvvəllərində işlənib hazırlanmış bu üsul metal atomlarını keçirici məhlul vasitəsilə hərəkət etdirmək və bir səthi digər metalla örtmək üçün elektrik cərəyanına əsaslanır. Məsələn, qızıl və ya gümüş tez-tez daha az dəyərli metalların üzərinə bu üsulla örtülür.

“Flüorid kristallarını necə yetişdirəcəyimizi anlamaq beş ilimizi aldı, indi isə ən qədim sənaye texnikalarından biri ilə və 1000 dəfə az torium istifadə etməklə eyni nəticələri əldə etməyin yolunu tapdıq. Üstəlik, hazır məhsul mahiyyətcə kiçik bir polad parçasıdır və kövrək kristallardan daha möhkəmdir”, – deyə Hadson qeyd edib.

Yeni sistemin uğuru çoxdankı fərziyyənin yanlış olduğunun başa düşülməsindən qaynaqlanıb. Alimlər inanırdılar ki, lazer işığının nüvəyə çatması və onu həyəcanlandırması üçün torium şəffaf materialın içində yerləşdirilməlidir. Komanda aşkar edib ki, nüvəni onun enerji keçidini müşahidə edəcək qədər həyəcanlandırmaq əvvəllər düşünüldüyündən daha asandır.

“Hər kəs həmişə güman edirdi ki, nüvə keçidini həyəcanlandırmaq və sonra müşahidə etmək üçün torium nüvəni həyəcanlandırmaq üçün istifadə olunan işığa qarşı şəffaf olan bir materialın içində olmalıdır. Bu işdə biz bunun sadəcə doğru olmadığını göstərdik. Biz hələ də səthə yaxın nüvələri həyəcanlandırmaq üçün bu qeyri-şəffaf materiallara kifayət qədər işıq ötürə bilərik və sonra kristallar kimi şəffaf materiallarda olduğu kimi foton buraxmaq əvəzinə, onlar elektron buraxırlar. Bu elektronlar isə sadəcə elektrik cərəyanını izləməklə aşkar edilə bilər – bu da laboratoriyada edə biləcəyiniz ən asan işdir!” – deyə Hadson bildirib.

Rabitə şəbəkələrini, radar sistemlərini və enerji şəbəkələrinin sinxronizasiyasını təkmilləşdirməklə yanaşı, ultradəqiq saatlar böyük milli təhlükəsizlik problemini həll edə bilər: GPS olmadan naviqasiya.

Nüvə saatları ətraf mühit təsirlərinə qarşı daha az həssasdır, bu da onları xarici siqnallar olmadan uzun müddət dəqiqliyin qorunmalı olduğu vəziyyətlərdə xüsusilə dəyərli edir.

Daha dəqiq saatlar dəqiq zamanlamanın naviqasiya və rabitənin əsasını təşkil etdiyi uzaq məsafəli kosmik səyahətlər üçün də zəruridir.