Việc đo một giây có vẻ như đã được giải quyết bởi đồng hồ từ nhiều thập kỷ trước, nhưng các nhà vật lý vẫn không ngừng tìm kiếm những phương pháp mới để nâng cao độ chính xác. Mới đây, một nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Quốc gia Singapore đã công bố một chiếc đồng hồ mà họ khẳng định là chính xác nhất từng được chế tạo.

Chiếc đồng hồ này sử dụng ion lutetium làm chất tham chiếu và đạt được độ lệch chỉ 1 x 10⁻¹⁹. Để hình dung rõ hơn, thiết bị này sẽ phải hoạt động trong hơn 260 tỷ năm để tích lũy độ lệch tương đương với một giây, con số này vượt xa tuổi của vũ trụ, ước tính khoảng 13,8 tỷ năm.

Tuy nhiên, độ chính xác này không chỉ nhằm mục đích giúp chúng ta đúng giờ hơn, mà những chiếc đồng hồ này còn có thể được sử dụng để nghiên cứu trọng lực, kiểm tra các định luật vật lý cơ bản và thậm chí góp phần thay đổi định nghĩa chính thức của giây.

Vũ khí tạo nên đồng hồ chính xác nhất thế giới

Được biết, trong đồng hồ thạch anh, thời gian được đo bằng cách sử dụng các dao động đều đặn của một tinh thể. Ngược lại, đồng hồ nguyên tử dựa vào tần số liên quan đến sự chuyển đổi giữa các mức năng lượng của một nguyên tử, từ đó mang lại độ ổn định cao hơn. Nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Công nghệ Lượng tử thuộc Đại học Quốc gia Singapore đã làm việc với ion lutetium-176, sử dụng tia laser được điều chỉnh đến một tần số rất cụ thể để quan sát phản ứng của ion. Sự chuyển đổi đều đặn này hoạt động như “tiếng tích tắc” của một chiếc đồng hồ.

Lutetium cũng có ưu điểm vượt trội so với các nguyên tố khác, vì quá trình chuyển pha của nó ít nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và một số từ trường nhất định, hai yếu tố có thể gây ra sai số nhỏ nhưng đáng kể khi làm việc với độ chính xác cao.

Để kiểm tra hiệu năng thực tế của hệ thống, nhóm nghiên cứu đã chế tạo hai đồng hồ độc lập và so sánh chúng trong khoảng 200 giờ. Kết quả cho thấy độ chính xác trùng khớp với sai số 5,7 x 10⁻¹⁹, một trong những phép so sánh giữa các đồng hồ chính xác nhất từng được thực hiện.

Công nghệ lượng tử trong kỷ nguyên mới: Việt Nam không thể đứng ngoài cuộc

VOV.VN - Công nghệ lượng tử đang trở thành một trong những lĩnh vực then chốt, định hình năng lực cạnh tranh, an ninh và sức mạnh quốc gia. Trước sự phát triển của lĩnh vực này, Việt Nam cần sớm xây dựng chiến lược phát triển bài bản, đầu tư cho nghiên cứu, hạ tầng và nguồn nhân lực, từng bước làm chủ công nghệ.