Trung Quốc tạo ra đồng hồ siêu chính xác, mở ra quy tắc mới về thời gian

Một nhóm nghiên cứu người Trung Quốc mới đây đã phát triển chiếc đồng hồ quang học cực kỳ chính xác, khi cứ 7 tỷ năm lại tăng hoặc giảm một giây so với đồng hồ hiện hành.

Theo tuyên bố được nhóm đưa ra, chiếc đồng hồ này có thể đưa khoa học tiến một bước gần hơn đến việc xác định lại giây - đơn vị cơ bản nhất của thời gian.

Để đưa ra nhận định này, nhóm nghiên cứu sử dụng các nguyên tử strontium-87 trong trạng thái cực lạnh và chùm tia laser để tạo ra một chiếc đồng hồ có độ ổn định và độ sai số 4,4 phần tỷ tỷ, tương đương với độ lệch 1 giây trong mỗi 7,2 tỷ năm.

"Nghiên cứu cho thấy khả năng của Trung Quốc trong việc chế tạo chiếc đồng hồ chính xác nhất thế giới, cũng như đã đáp ứng một phần yêu cầu của việc xác định lại quy tắc về thời gian", Pan Jianwei, nhà vật lý dẫn đầu nhóm nghiên cứu, cho biết.

Thành tích này giúp Trung Quốc trở thành quốc gia thứ 2 trên thế giới sau Mỹ đạt được độ chính xác như vậy về khả năng đo thời gian.

Nhóm nghiên cứu cho biết, nghiên cứu cũng đặt nền tảng quan trọng cho việc thiết lập mạng đồng hồ quang học toàn cầu, và mở ra những con đường mới để kiểm tra các lý thuyết vật lý cơ bản, phát hiện sóng hấp dẫn và tìm kiếm vật chất tối.

Chúng cũng có thể cải thiện tính đồng bộ và hiệu quả của hệ thống lưới điện, thậm chí còn đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực quốc phòng, an ninh.

Ngày nay, định nghĩa về giây được dựa trên thí nghiệm "đồng hồ đài phun vi sóng". Nó thật ra là một loại đồng hồ nguyên tử.

Chiếc đồng hồ này hoạt động bằng cách giải phóng các nguyên tử Caesium lên phía trên, sau đó để chúng rơi xuống theo tác động của trọng lực, và chuyển động giống như đài phun nước trong khi chúng bị kích thích bằng các xung vi sóng.

Các electron của chúng sau đó hấp thụ và phát ra các hạt ánh sáng để tương tác với mức năng lượng khác nhau.

Bằng cách theo dõi chu kỳ này, các nhà khoa học có thể đánh dấu chuyển động và xác định được độ dài của giây đồng hồ, với độ chính xác lên tới vài phần triệu tỷ.

Nhưng có một vấn đề là độ chính xác của đồng hồ vi sóng bị giới hạn bởi tiêu chuẩn tần số vi sóng.

Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã chế tạo ra đồng hồ quang học sử dụng ánh sáng laser để điều hướng các chuyển đổi sóng và đạt được hiệu suất tốt hơn 2 bậc độ lớn so với các đồng hồ vi sóng hiện hành.

Tuy nhiên, nếu đồng hồ vi sóng được thay thế bằng đồng hồ quang học để định nghĩa lại thời gian trong tương lai, cứ 3 phòng thí nghiệm trên thế giới sẽ cần có 1 đồng hồ quang học với độ ổn định dưới 5 phần tỷ tỷ và độ không chắc chắn dưới 2 phần tỷ tỷ để đảm bảo cho khả năng đo lường.

Theo SCMP