Đồng hồ nguyên tử quang học mới sẽ định hình lại cách đo thời gian

Các đồng hồ này được kỳ vọng sẽ trở thành tiêu chuẩn toàn cầu cho giây trong Hệ thống đơn vị quốc tế (SI), sau khi vượt qua các thử nghiệm và so sánh quốc tế.

Đồng hồ quang học. Ảnh: Science Photo Library

Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) của Đức dẫn đầu nghiên cứu này, phát triển nhiều loại đồng hồ quang học, bao gồm đồng hồ ion đơn và mạng quang học, đẩy giới hạn độ chính xác.

Đồng hồ nguyên tử quang học sử dụng ánh sáng laser để kích thích các nguyên tử. Khi laser được điều chỉnh đến tần số chính xác, các nguyên tử sẽ chuyển đổi giữa các trạng thái lượng tử.

Để duy trì độ chính xác cao, các nguyên tử cần được cách ly khỏi tác động bên ngoài, và mọi nhiễu loạn còn lại phải được đo lường một cách chính xác.

Đồng hồ ion đặc biệt hiệu quả trong việc này nhờ các ion được giữ cố định bằng trường điện và cô lập trong chân không ở khoảng cách chỉ vài nanomet.

Bước đột phá này tạo nền tảng cho thế hệ đồng hồ ion quang học mới với độ ổn định và chính xác cao hơn. Phương pháp này cũng có thể được mở rộng cho các loại ion khác, mở ra tiềm năng phát triển các thiết kế đồng hồ tiên tiến.

Những đổi mới trong tương lai có thể bao gồm việc sử dụng các trạng thái lượng tử đa vật thể hoặc thẩm vấn đồng thời nhiều nhóm ion, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác.

Nghiên cứu này nhận được sự hỗ trợ từ Quỹ Nghiên cứu Đức (DFG) thông qua Nhóm Nghiên cứu Xuất sắc Biên giới Lượng tử và Trung tâm Hợp tác Nghiên cứu DQ-mat.

Nhờ các tiến bộ vượt bậc, đồng hồ quang học đang định hình lại cách đo thời gian, nâng độ chính xác lên một tầm cao hoàn toàn mới.

Hà Trang (theo earth.com)