Đồng hồ chính xác nhất thế giới: Độ chính xác thời gian lên tới 30 tỷ năm, sai số nhỏ hơn 1 giây
Hiện nay đồng hồ chính xác nhất là đồng hồ nguyên tử, thế nhưng mới đây 1 nhà khoa học Mỹ đã chế tạo ra 1 loại đồng hồ mới có độ chính xác và độ chính xác vượt qua tất cả các đồng hồ trước đó.
Đồng hồ bấm giờ chính xác nhất hiện nay là đồng hồ nguyên tử, loại đồng hồ này sử dụng sự chuyển đổi năng lượng của các electron trong nguyên tử để tính thời gian. Hơn bảy mươi năm trước, các nhà khoa học đã đề xuất phương pháp dao động tách nguyên tử theo thời gian, phương pháp này lấy tần số dao động của các nguyên tử làm chu kỳ chuyển động của bộ đếm thời gian. Trong các hoạt động cụ thể, tia laser có tần số thích hợp có thể được sử dụng để chiếu xạ các nguyên tử nhằm kích thích sự chuyển đổi năng lượng của các electron và đạt được tốc độ dao động của sóng điện từ. Do cấu trúc của các nguyên tử rất ổn định nên khoảng thời gian của chuyển động tuần hoàn nhỏ và rất ổn định. Đồng hồ bấm giờ sử dụng phương pháp này là đồng hồ nguyên tử.
Ngày nay, các nhà khoa học đã tạo ra nhiều loại đồng hồ nguyên tử, như đồng hồ nguyên tử Caesium, đồng hồ nguyên tử hydro, đồng hồ nguyên tử thủy ngân, đồng hồ nguyên tử rubidium, đồng hồ nguyên tử strontium, v.v. Một số nhà khoa học đã đạt được nguyên tử caesium, v.v. đồng hồ có sai số không quá 20 triệu năm, và đồng hồ vi sóng nguyên tử lạnh được sử dụng trên trạm vũ trụ của nước tôi đã đạt được sai số không quá một giây trong 100 triệu năm.
Tuy nhiên, vào ngày 24/7, truyền thông Mỹ đưa tin một nhà khoa học Mỹ đã chế tạo được một loại đồng hồ nguyên tử mới có độ chính xác và độ chính xác vượt qua tất cả các đồng hồ trước đó. Độ chính xác về thời gian đã lên tới 30 tỷ năm và sai số có thể nhỏ hơn một giây. Đây là chiếc đồng hồ chính xác nhất trên thế giới hiện nay và hiệu suất của nó đủ để mang đến cho các nhà khoa học cơ hội kiểm tra một số hiệu ứng thời gian nhỏ trong thuyết tương đối rộng.
Tất cả chúng ta đều biết rằng tuổi của vũ trụ là khoảng 13,8 tỷ năm tuổi. Vì vậy, nếu loại đồng hồ tính giờ này bắt đầu tính thời gian từ khi vũ trụ ra đời, sai số của nó sẽ không vượt quá nửa giây cho đến ngày nay. Bởi vì sai số một giây của nó lớn hơn gấp đôi tuổi của vũ trụ ngày nay.
Đồng hồ mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu tại JILA, một liên doanh giữa Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) và Đại học Colorado ở Boulder, sử dụng mạng lưới ánh sáng gọi là "mạng quang học" để thu và đồng thời đo hàng chục hàng nghìn nguyên tử riêng lẻ vì càng đo được nhiều nguyên tử thì đồng hồ càng có nhiều dữ liệu để cải thiện độ chính xác của nó.
Đồng hồ bao gồm một loại khí cực lạnh bao gồm các nguyên tử strontium bị mắc kẹt trong một mạng ánh sáng được gọi là mạng quang học. Các nguyên tử ở trong môi trường chân không cực cao, giúp bảo vệ trạng thái lượng tử mỏng manh của nguyên tử. So với các đồng hồ mạng quang học trước đây, các nhà nghiên cứu JILA đã sử dụng tia laser nông hơn và mềm hơn để bắt giữ các nguyên tử. Điều này có thể làm giảm đáng kể các lỗi thời gian xảy ra và cải thiện độ chính xác về thời gian.
Nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí “Physical Review Letters” vào ngày 21 tháng 7. Nhà vật lý Ye Jun, người đứng đầu nghiên cứu này, cho biết: “Đồng hồ mới này đủ chính xác để phát hiện ở quy mô vi mô những gì được dự đoán bởi các lý thuyết như thuyết tương đối rộng. Một số hiệu ứng nhỏ, hiệu suất của nó vượt qua giới hạn về thời gian."
Về bản chất, bộ đếm thời gian này tương đương với đồng hồ quang học có chức năng bấm giờ chính xác hơn đồng hồ nguyên tử truyền thống.
Tuy nhiên, đồng hồ quang học không phải là giới hạn của việc đo thời gian chính xác. Các nhà khoa học đã đề xuất khái niệm đồng hồ hạt nhân và bắt đầu phát triển chúng. Loại đồng hồ này có thể có sai số dưới một giây trên thang đo hàng trăm triệu nghìn tỷ năm.
