Con người vừa tạo ra đồng hồ nguyên tử lutetium chính xác nhất thế giới

Các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia Singapore (NUS) vừa chế tạo một đồng hồ nguyên tử sử dụng lutetium để đo thời gian được cho là chính xác nhất thế giới hiện nay.

Theo nhóm nghiên cứu, đồng hồ có thể đo tần số tới 19 chữ số thập phân, với độ không chắc chắn chỉ 1 phần trong 10 tỷ tỷ.

“Tôi tin rằng thứ chúng tôi có hiện nay là chiếc đồng hồ chính xác nhất thế giới”, Murray Barrett, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết.

nus-researchers-develop-new-lutetium-atomic-clock-with-record-accuracy-that-could-advance-precision-timekeepingjpg.jpg
Đồng hồ lutetium mới đạt độ chính xác cao nhất từng được báo cáo. Ảnh: Shutterstock.

Khác với đồng hồ thông thường, đồng hồ nguyên tử không dựa vào bánh răng hay con lắc. Nó đo thời gian thông qua những dao động cực kỳ ổn định bên trong nguyên tử. Trong thiết bị mới, nhóm nghiên cứu sử dụng một ion lutetium-176 kết hợp với laser.

Lutetium có một lợi thế lớn là ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và từ trường. Đây là hai yếu tố có thể khiến đồng hồ nguyên tử bị sai lệch. Nhóm nghiên cứu đã mất hơn 10 năm để tìm hiểu nguyên tố này và hoàn thiện thiết bị.

Để kiểm tra kết quả, họ chế tạo hai đồng hồ lutetium rồi cho chúng chạy song song trong hơn 200 giờ. Hai thiết bị cho kết quả gần như giống nhau, tạo nên phép so sánh đồng hồ chính xác nhất từng được thực hiện.

Điều thú vị là độ chính xác đã đạt tới mức chênh lệch độ cao chỉ 5 mm cũng trở thành vấn đề.

Theo thuyết tương đối rộng, trọng lực có thể ảnh hưởng đến tốc độ trôi của thời gian. Vì vậy, một chiếc đồng hồ đặt cao hơn chiếc còn lại sẽ chạy nhanh hơn một lượng cực nhỏ.

Với đồng hồ thông thường, sự khác biệt này hoàn toàn không đáng kể. Nhưng với hai đồng hồ lutetium, chỉ cần chúng nằm lệch nhau khoảng 5 mm trên cùng một chiếc bàn, nhóm nghiên cứu đã phải tính đến ảnh hưởng của trọng lực. Họ thậm chí phải đo độ cao của hai ion với độ chính xác dưới 1 mm để tránh làm sai lệch kết quả.

murray-barrett-michael-lee-and-kyle-arnold-2048x1366.jpg
Các thành viên nhóm nghiên cứu trong phòng thí nghiệm đồng hồ lutetium tại Đại học Quốc gia Singapore. Ảnh: Centre for Quantum Technologies.

Hiện nay, đơn vị giây vẫn được xác định dựa trên nguyên tử cesium, tiêu chuẩn đã được sử dụng từ những năm 1960. Tuy nhiên, các đồng hồ quang học thế hệ mới đang ngày càng chính xác hơn và có thể trở thành cơ sở để định nghĩa lại một giây từ năm 2030 hoặc sau đó.

Độ nhạy đặc biệt của chúng còn có thể phục vụ những mục đích khác ngoài đo thời gian. Nếu được đưa ra khỏi phòng thí nghiệm, các đồng hồ như vậy có thể giúp các nhà khoa học đo những thay đổi rất nhỏ của trọng lực ở các khu vực khác nhau trên Trái Đất.

Nhóm nghiên cứu hiện muốn thu nhỏ đồng hồ lutetium thành một hệ thống có thể vận chuyển mà không làm giảm độ chính xác. Khi đó, thiết bị có thể được mang tới nhiều địa điểm thay vì chỉ hoạt động trong điều kiện được kiểm soát chặt chẽ của phòng thí nghiệm.

Photon 300 TeV vượt 2 tỷ năm ánh sáng tới Trái Đất bằng cách nào?

Một photon năng lượng cực cao đã đi xa hơn nhiều so với dự đoán. Nghiên cứu mới đưa ra lời giải cho hành trình bất thường này.

Theo các mô hình vật lý hiện nay, một photon mang năng lượng 300 TeV rất khó đi qua khoảng 2 tỷ năm ánh sáng mà vẫn tồn tại. Thế nhưng một photon như vậy đã được ghi nhận tại Trái Đất.

Các nhà khoa học Italy mới đây đã thử tìm lời giải cho trường hợp này. Nghiên cứu được công bố trên Physical Review Letters, tập trung vào photon được thiết bị Carpet tại Đài quan sát Baksan ở Nga ghi nhận sau vụ bùng nổ tia gamma GRB 221009A.

Máy tính lượng tử lần đầu chứng minh bài toán Olympic tồn tại 48 năm

Một hệ thống 121 qubit đã giải quyết hai thử thách hình học, trong đó có đề thi Olympic Toán quốc tế năm 1978, bằng chuỗi suy luận logic có thể kiểm chứng.

Máy tính lượng tử từ lâu được kỳ vọng có thể xử lý những phép tính vượt quá khả năng của các hệ thống thông thường. Giờ đây, các nhà khoa học Trung Quốc đã thử giao cho công nghệ này một nhiệm vụ khác: đi từng bước để chứng minh một định lý hình học.

math-solutions-on-boardjpg.jpg
Thử nghiệm cho thấy phần cứng lượng tử có thể tham gia vào quá trình suy luận toán học theo từng bước.

[GALLERY] 'Cá mập' giữa vũ trụ và loạt ảnh thiên văn đẹp nhất năm 2026

Từ những tinh vân xa xôi đến cực quang rực sáng, loạt ảnh chiến thắng cuộc thi nhiếp ảnh hé lộ vẻ đẹp kỳ ảo của bầu trời qua ống kính nhiếp ảnh gia.

insight-investment-astronomy-photographer-of-the-year-2019-exhibition-5-c-national-maritime-museum-london-9c4754f-scaled-e1597311606728jpg.jpg
Những tác phẩm chiến thắng ZWO Astronomy Photographer of the Year 2026 vừa được Đài quan sát Hoàng gia Greenwich công bố. Bước sang năm thứ 18, đây được xem là cuộc thi nhiếp ảnh thiên văn lớn nhất thế giới, quy tụ những bức ảnh ấn tượng về vũ trụ từ các nhiếp ảnh gia trên khắp thế giới.
images.jpg
Đây là những tác phẩm nổi bật được vinh danh ở các hạng mục của cuộc thi năm nay, ghi lại nhiều cảnh tượng khác nhau trên bầu trời, từ các tinh vân xa xôi, cực quang, Mặt Trời, Mặt Trăng đến những hành tinh trong Hệ Mặt Trời.

Đọc nhiều nhất

Tin mới