Buzz
Các nhà nghiên cứu tại JILA vừa trình làng đồng hồ hạt nhân đầu tiên trên toàn cầu.Ưu điểm và nhược điểm của đồng hồ truyền thống
Đồng hồ cơ học truyền thống hoạt động bằng cách sử dụng lò xo cuộn để điều khiển các bánh răng, làm cho kim đồng hồ di chuyển. Đồng hồ thạch anh thì sử dụng tinh thể thạch anh dao động với tần số cố định (32.768 KHz) khi được pin kích hoạt.
Đồng hồ cơ truyền thống. Nguồn: Unsplash
Cả hai loại đồng hồ này đều có những nhược điểm. Đồng hồ cơ cần được lên dây cót định kỳ, còn đồng hồ thạch anh cần thay pin. Chúng cũng dễ bị hao mòn cơ học và ảnh hưởng bởi môi trường, làm giảm độ chính xác theo thời gian.
Ưu điểm của đồng hồ hạt nhân
Đồng hồ hạt nhân, được xem là loại chính xác nhất hiện nay, dựa vào dao động của nguyên tử, thường là cesium hoặc rubidium, để đo thời gian. Nguyên tử được kích thích bằng vi sóng trong môi trường chân không, khiến chúng chuyển đổi giữa các trạng thái năng lượng, tạo ra dao động với tần số cực kỳ chính xác.Đồng hồ Hạt Nhân Bathys Cesium 133
Đồng hồ hạt nhân đeo tay Bathys Cesium 133.
Điểm mạnh của đồng hồ hạt nhân là độ chính xác tuyệt vời, chỉ sai sót vài giây sau hàng triệu năm và không bị hao mòn như đồng hồ cơ học.
Gần đây, vào tháng 7, các nhà khoa học tại JILA, một tổ chức hợp tác giữa NIST và Đại học Colorado Boulder, đã phát triển một phiên bản đồng hồ hạt nhân tiên tiến. Đồng hồ này sử dụng hàng ngàn nguyên tử để đo thời gian với độ chính xác vượt trội, sai chỉ 1 giây sau 30 tỉ năm – gấp đôi tuổi vũ trụ và gấp 6 lần tuổi Trái đất.
Đồng hồ hạt nhân ra mắt khắc phục hạn chế của đồng hồ nguyên tử
Dù đồng hồ nguyên tử cực kỳ chính xác, nó vẫn gặp phải một số vấn đề: các đo lường dựa trên năng lượng của electron có thể bị ảnh hưởng bởi trường điện từ. Đồng hồ hạt nhân được phát triển để khắc phục nhược điểm này bằng cách đo thời gian dựa trên hạt nhân nguyên tử thay vì electron.Với cơ chế tương tự như đồng hồ nguyên tử qua việc chuyển đổi trạng thái năng lượng, các nhà khoa học tại JILA đã sử dụng nguyên tử Thorium và ánh sáng tia cực tím để tạo ra các bước nhảy năng lượng của hạt nhân trong phiên bản đầu tiên.
Hiện tại, đây chỉ là bản thử nghiệm và độ chính xác của nó so với đồng hồ nguyên tử vẫn cần kiểm tra, nhưng nhóm nghiên cứu tin rằng đồng hồ hạt nhân sẽ thay thế đồng hồ nguyên tử với sự ổn định và chính xác cao hơn.
