Buzz
Chiếc đồng hồ siêu chính xác này sẽ duy trì độ chính xác đến mức lệch một giây sau 7,2 tỷ năm tới.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc vừa thành công trong việc phát triển một chiếc đồng hồ quang học với độ ổn định dưới 5 phần tỷ tỷ. Chiếc đồng hồ siêu chính xác này sẽ duy trì độ chính xác một giây sau 7,2 tỷ năm tới.
Công nghệ đồng hồ quang học đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các hệ thống hiện đại như GPS và phân phối khóa lượng tử. Chúng cũng cải thiện hiệu suất lưới điện và đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực an ninh và quốc phòng.
Một giây được định nghĩa như là thời gian mà kim dài trên đồng hồ di chuyển, được đo bằng đồng hồ nguyên tử, được gọi là đồng hồ đài phun vi sóng. Đồng hồ này phát ra các nguyên tử Caesium lên trên và chúng rơi xuống do trọng lực, tương tự như nước trong đài phun nước. Các nguyên tử sau đó được kích thích bằng xung vi sóng, khiến các electron hấp thụ và phát ra ánh sáng, chuyển sang các mức năng lượng khác nhau.
Mỗi chu kỳ như vậy là một phần nhỏ của giây, cho phép các nhà khoa học duy trì thời gian chính xác đến vài phần triệu tỷ. Tuy nhiên, độ chính xác của đồng hồ phụ thuộc vào tần số vi sóng. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã phát triển đồng hồ quang học thay thế lò vi sóng bằng ánh sáng laser. Điều này được dự đoán sẽ cải thiện hiệu suất gấp đôi so với đồng hồ sử dụng vi sóng.
Ít nhất có ba phòng thí nghiệm đạt được độ ổn định dưới 5 phần tỷ tỷ và độ không đảm bảo dưới 2 phần tỷ tỷ để sử dụng đồng hồ kỹ thuật số quang học. Dưới sự chỉ dẫn của Pan Jianwei, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã sử dụng strontium để sản xuất đồng hồ quang học.
Trong nghiên cứu, nhóm của Pan đã làm lạnh các nguyên tử strontium xuống nhiệt độ vài micro-Kelvin. Sau đó, họ giữ chúng trong một lưới một chiều được tạo ra bằng các chùm tia laser giao nhau. Tiếp theo, họ sử dụng tia laser siêu ổn định để kích hoạt các nguyên tử và tạo ra một đồng hồ ổn định và chính xác cao.
So sánh với các đồng hồ độc lập khác, đồng hồ quang học hiện đạt được độ ổn định ở mức 2,2 phần tỷ tỷ và độ lệch là 4,4 phần tỷ tỷ. Theo tạp chí nghiên cứu Metrologia, các nhà nghiên cứu cho biết đồng hồ quang học của họ sẽ duy trì hoặc giảm một giây sau 7,2 tỷ năm.
Theo Pan Jianwei, nghiên cứu này đã mở ra các phương pháp mới để kiểm tra các lý thuyết cơ bản trong vật lý và tìm kiếm sóng hấp dẫn và vật chất tối.
Hiện tại, kỷ lục đồng hồ quang học strontium chính xác nhất do Đại học Colorado ở Boulder nắm giữ. Một đối thủ khác từ Trung Quốc cũng đã chứng minh được độ chính xác và hoạt động ổn định hơn. Ngoài ra, các tên tuổi lớn khác trong cuộc đua bao gồm các nhóm nghiên cứu từ Nhật Bản, Mỹ và Đức.
