Trung Quốc "nhảy vọt": Chế tạo đồng hồ chạy trong 7,2 tỷ năm không lệch 1 giây, thế giới chỉ 2 nước có

Thứ 6, 02/02/2024 10:47
Nước thứ hai sở hữu công trình này là nước nào?

Trung Quốc "nhảy vọt" trong chế tạo đồng hồ nguyên tử

Sử dụng nguyên tử strontium cực lạnh và chùm tia laser siêu ổn định, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã chế tạo được một chiếc đồng hồ quang học nguyên tử với độ chính xác đáng kinh ngạc: Chỉ sai số 1 giây sau mỗi 7,2 tỷ năm. 

Do đó, nó có khả năng mô tả thời gian chính xác trong suốt cuộc đời của chúng ta. Điều này đưa con người đến gần hơn với việc định nghĩa lại đơn vị "giây" như một đơn vị thời gian cơ bản, SCMP thông tin cuối tháng 1/2024.

Trung Quốc "nhảy vọt": Chế tạo đồng hồ chạy trong 7,2 tỷ năm không lệch 1 giây, thế giới chỉ 2 nước có- Ảnh 1.

Ảnh: Science Photo Library

Thành tựu đáng ngạc nhiên này khiến Trung Quốc trở thành quốc gia thứ hai trên thế giới (sau Mỹ) đạt được độ chính xác như vậy. 

Nghiên cứu mang tính đột phá này do nhà vật lý Pan Jianwei (thuộc Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc) dẫn đầu và đã được công bố trên tạp chí Metrologia.

Nhóm nghiên cứu cho biết công trình của họ mở ra những cơ hội mới để kiểm tra các lý thuyết vật lý cơ bản, phát hiện sóng hấp dẫn và tìm kiếm vật chất tối, và quan trọng hơn cả là có thể lập mạng đồng hồ quang học toàn cầu.

Hiện, Mỹ vẫn nắm giữ kỷ lục về chiếc đồng hồ nguyên tử chính xác nhất thế giới. Chiếc này được đặt tại Đại học Colorado ở Boulder, bang Colorado, Mỹ.

Thông thường, các nguyên tử caesium và xung vi sóng được sử dụng trong đồng hồ nguyên tử [giống như chiếc đồng hồ nguyên tử nổi tiếng tại Đại học Colorado ở Boulder] để đảm bảo khả năng tính giờ chính xác. Nhưng đồng hồ quang học của Trung Quốc lại sử dụng ánh sáng laser thay vì xung vi sóng, điều này có thể mang lại hiệu suất tăng gấp đôi cho nó.

Trung Quốc "nhảy vọt": Chế tạo đồng hồ chạy trong 7,2 tỷ năm không lệch 1 giây, thế giới chỉ 2 nước có- Ảnh 2.

Hiệp hội Vật lý Mỹ cho biết, đồng hồ quang học nguyên tử được coi là chính xác hơn trong việc đo thời gian vì chúng sử dụng ánh sáng laser ở tần số khoảng 500 THz, được điều chỉnh để khớp chính xác với các chuyển đổi lượng tử từ các nguyên tử (như strontium, ytterbium và thủy ngân, cùng nhiều loại khác).

Những thiết bị này có thể nâng cao đáng kể độ chính xác của hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu và giúp xây dựng mạng lưới liên lạc có độ an toàn cao dựa trên phân phối khóa lượng tử.

Nguyên lý hoạt động của đồng hồ xung vi sóng và quang học 

Cho đến nay, "giây" được xác định trên cơ sở đồng hồ xung vi sóng - cũng là một loại đồng hồ nguyên tử. Nhưng độ chính xác của nó bị hạn chế bởi tiêu chuẩn tần số vi sóng. Các nhà khoa học nhận thấy đồng hồ quang học nguyên tử tốt hơn và chính xác hơn đồng hồ nguyên tử.

Một giây, có vẻ giống như một cái tích tắc nhỏ trên đồng hồ, vẫn đang được giới khoa học xác định dựa trên đồng hồ xung vi sóng.

Quá trình đo "giây" bằng đồng hồ xung vi sóng được xác định như sau: Đồng hồ xung vi sóng sẽ giải phóng các nguyên tử Caesium hướng lên trên, rồi chúng rơi ngược về phía Trái đất do trọng lực, giống như nước trong đài phun nước. Sau đó, các nguyên tử được kích thích bằng các xung vi sóng, khiến các electron hấp thụ và phát ra các hạt ánh sáng và chuyển sang các mức năng lượng khác nhau.

Mỗi chu kỳ như vậy là một tích tắc nhỏ, chỉ chiếm 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 như vậy phụ thuộc vào tần số vi sóng. 

Vì vậy, việc các nhà nghiên cứu Trung Quốc phát triển một loại đồng hồ quang học thay thế tần số vi sóng bằng ánh sáng laser siêu ổn định được mong chờ là có thể cải thiện hiệu suất của đồng hồ lên hai bậc độ lớn.

Sau thành tựu của Trung Quốc, các nhà khoa học từ Đức, Mỹ và Nhật Bản đang nỗ lực cải tiến công nghệ đồng hồ nguyên tử với độ chính xác và ổn định lớn hơn.

Trở lại với đồng hồ quang học nguyên tử của Trung Quốc, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã làm thế nào?

Dưới sự hướng dẫn của Pan Jianwei, nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã sử dụng strontium để chế tạo đồng hồ quang học của họ.

Các nhà nghiên cứu đã làm lạnh các nguyên tử strontium xuống nhiệt độ vài micro-Kelvin. Sau đó, họ nhốt chúng trong mạng một chiều được tạo ra với sự trợ giúp của các chùm tia laser giao nhau. Tiếp đến, họ sử dụng tia laser siêu ổn định để kích hoạt các nguyên tử và mang lại sự chuyển đổi đồng hồ ổn định và chính xác.

Trên tạp chí nghiên cứu Metrologia, các nhà khoa học Trung Quốc cho biết đồng hồ quang học của họ sẽ tăng hoặc giảm một giây sau 7,2 tỷ năm.

Khi Trung Quốc có một bước tiến đáng kể trong lĩnh vực đo thời gian nguyên tử, những tác động đối với những tiến bộ khoa học và đổi mới công nghệ là rất lớn và đầy hứa hẹn.

Tham khảo: SCMP, NDTV, WE

Trang Ly

Cùng chuyên mục

Săn sale sạc dự phòng "ngon, bổ, rẻ": Thiết kế thời trang, dung lượng 10.000mAh, sạc nhanh 20W

Chủ nhật, 03/03/2024 00:20
Bộ đôi sạc dự phòng mới tới từ thương hiệu Ugreen đáp ứng cả 3 tiêu chí: ngon, bổ và rẻ.

Top 10 cổ phiếu tăng/giảm mạnh nhất tuần: Một cổ phiếu bứt phá lên tới 70%

Chủ nhật, 03/03/2024 00:00
Top 10 cổ phiếu tăng mạnh nhất sàn HOSE ghi nhận mức tăng cao nhất là 34% và thấp nhất là 14%.

Trang Trần sang Mỹ định cư: Đi dọn vệ sinh với giá 20 đô, nói lý do rời quê hương dù ở Việt Nam có mọi thứ

Thứ 7, 02/03/2024 23:20
Trang Trần gây bất ngờ khi tiết lộ, cô xin đi dọn vệ sinh với giá 20 đô một ngày. Cựu người mẫu cũng không ngại trèo lên thang để lau chùi phía trên cao.

"Thổi bay" đối thủ Hàn Quốc, hot girl cầu lông Việt Nam thẳng tiến vào chung kết giải đấu tại châu Âu

Thứ 7, 02/03/2024 23:10
Tay vợt Nguyễn Thùy Linh đã có thêm một trận đấu xuất sắc tại giải cầu lông Đức Mở rộng 2024.

4 đại cao thủ kỳ lạ của Kim Dung: Được coi là đứng đầu thiên hạ nhưng thất bại lãng xẹt

Thứ 7, 02/03/2024 22:00
Những cao thủ này được công nhận là có võ công mạnh nhất thời của họ.
     
Nổi bật trong ngày

Tôi 63 tuổi, chu cấp tiền cho con, chi hơn 1 tỷ cho con gái và con rể mua nhà, tình cờ nghe được lời con rể nói với mẹ ruột: Tôi quyết không cho các con tiền nữa!

Thứ 7, 02/03/2024 09:11
Vì thương con gái và cháu ngoại, vợ chồng bà Chu quyết định cho các con tiền đặt cọc mua nhà và giúp các con chăm cháu hơn 2 năm. Hàng tháng, vợ chồng bà cho con rể, con gái tiền trả góp nhà, tiền sinh hoạt. Nhưng một lần bà nghe thấy cuộc trò chuyện giữa con rể và mẹ ruột, bà thay đổi quyết định, sẽ không cho các con tiền nữa.

Lịch trình khác biệt của Thủ tướng Lý Cường hé lộ gì về tình thế khó khăn của Trung Quốc?

Thứ 7, 02/03/2024 11:15
Các nhà phân tích cho rằng, dường như Thủ tướng Trung Quốc Lý Cường có ít sự hiện diện hơn trong một số vấn đề, bao gồm cả những vấn đề liên quan đến đối ngoại.

Gặp riêng Quế Ngọc Hải, HLV Troussier nhận tin dữ về đại chiến với Indonesia

Thứ 7, 02/03/2024 13:31
Nhiều khả năng, HLV Troussier sẽ không có Quế Ngọc Hải trong 2 trận tới gặp Indonesia ở Vòng loại thứ Hai khu vực châu Á, World Cup 2026.

Loại bánh mang tên "Đại Phúc" đang được săn lùng vì chỉ có duy nhất vào mùa xuân: Ở đâu bán?

Thứ 7, 02/03/2024 17:38
Loại bánh này chính là một biểu tượng của mùa xuân ở xứ sở hoa anh đào.

Đầu tháng săn sale nhanh 5 đồ chơi công nghệ giá "thơm" làm quà 8/3 tặng bạn gái, giá chỉ từ 192.000đ

Thứ 7, 02/03/2024 19:52
Từ đơn giản như lót chuột hay xịn xò như AirPods, đây là 5 trong số những món quà công nghệ cực hợp để anh em tặng bạn gái hay vợ.
xe.nguoiduatin.vn