Đồng hồ nguyên tử được coi là có độ chính xác cao nhất thế giới. Ảnh: Shimon Kolkowitz
Theo nghiên cứu mới đây, đồng hồ nguyên tử mới được phát triển bởi các nhà vật lý từ Đại học Wisconsin-Madison có độ chính xác cao đến mức sai số trong 300 tỷ năm nữa chỉ khoảng một giây.
Phát minh mới được gọi đầy đủ là đồng hồ nguyên tử mạng tinh thể quang học, là ví dụ đầu tiên về "đồng hồ nguyên tử ghép nối", bao gồm sáu đồng hồ riêng biệt cùng tồn tại trong một môi trường, một thông cáo báo chí từ trường đại học giải thích.
Theo các nhà nghiên cứu, đồng hồ siêu chính xác cho phép các nhà khoa học đo sóng hấp dẫn và vật chất tối một cách chính xác hơn.
Kết quả nghiên cứu được công bố vào ngày 16/2 trên tạp chí khoa học Nature của Anh.
Shimon Kolkowitz, giáo sư Đại học Wisconsin-Madison và tác giả cao cấp của nghiên cứu nhận xét: "Đồng hồ mạng tinh thể quang học là đồng hồ tốt nhất trên thế giới, nó đạt mức hiệu suất mà chưa ai từng thấy trước đây. Chúng tôi đang phát triển thêm các ứng dụng để cải thiện hiệu suất của chúng".
Các nhà khoa học giải thích rằng lý do đồng hồ nguyên tử chính xác đến như vậy là do chúng khai thác một đặc tính "cơ bản" của nguyên tử, đó là một điện tử hấp thụ hoặc phát ra ánh sáng khi nó thay đổi mức năng lượng. Tần số của ánh sáng phát ra hoặc hấp thụ là như nhau đối với tất cả các nguyên tử trong một nguyên tố cụ thể.
"Đồng hồ nguyên tử quang học đo thời gian bằng cách sử dụng tia laser được điều chỉnh để khớp với tần số một cách chính xác", tuyên bố cho biết thêm.
Mô hình "đồng hồ nguyên tử ghép nối" do các nhà vật lý tạo ra cho phép tách các nguyên tử stronti thành nhiều đồng hồ được sắp xếp thành một hàng trong cùng một buồng chân không. Khi nhóm nghiên cứu chiếu tia laser vào chỉ một chiếc đồng hồ trong buồng, họ phát hiện ra rằng các electron "bị kích thích" trong 1/10 giây. Tuy nhiên, khi họ chiếu tia laser vào hai đồng hồ cùng một lúc, các electron bị kích thích vẫn giữ nguyên trạng thái trong khoảng thời gian 26 giây.
"Kết quả cho thấy các nhà khoa học có thể thực hiện các thí nghiệm trong thời gian dài hơn nhiều so với mức cho phép của tia laser trong đồng hồ quang học bình thường", tuyên bố cho biết.
Nhóm nghiên cứu đã chạy thử nghiệm hơn 1.000 lần trong khoảng thời gian ba giờ, để đo sự khác biệt về tần số tích tắc của hai đồng hồ. Các tần số tích tắc của hai đồng hồ được phát hiện là khác nhau, như đã được dự đoán trước. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sự khác biệt nhỏ đến mức hai đồng hồ sẽ chỉ chênh lệch nhau một giây trong mỗi 300 tỷ năm.
"Đây chính xác là một kỷ lục thế giới", tuyên bố cho biết thêm.
Đăng nhận xét