Đồng hồ nguyên tử chỉ sai một giây sau gần 40 tỷ năm

Chiếc đồng hồ mạng tinh thể nguyên tử mới phá kỷ lục về độ chính xác khi chỉ lệch một giây sau 39,15 tỷ năm.

Các nhà nghiên cứu tạo ra một chiếc đồng hồ với độ sai số ở mức khoảng 8 phần chục tỷ tỷ. Mức độ sai số này nhỏ đến mức chiếc đồng hồ cần thời gian gấp 3 lần độ tuổi của vũ trụ để lệch một giây, tức 39,15 tỷ năm, IFL Science hôm 29/3 đưa tin. Trong thời gian đó, Mặt trời có thể tồn tại và chết đi 4 lần.

Đồng hồ nguyên tử quang học ở Viện tiêu chuẩn và công nghệ quốc gia Mỹ. (Ảnh: R. Jacobson)

Thiết bị này là một dạng đồng hồ mạng tinh thể quang học, sử dụng 40.000 nguyên tử strontium mắc kẹt trong mạng tinh thể một chiều. Những nguyên tử được giữ ở nhiệt độ gần một độ phía trên độ không tuyệt đối và mỗi tích tắc của đồng hồ là một sự chuyển đổi giữa các mức năng lượng của electron trong nguyên tử.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển đồng hồ nguyên tử quang học trong nhiều năm với độ chính xác mà đồng hồ nguyên tử thông thường sử dụng nguyên tử cesium không thể đạt được. Tuy nhiên, vài năm qua, họ tiến hành hạn chế mức độ sai số và những ảnh hưởng mang tính hệ thống để cải tiến hơn nữa độ chính xác của thiết bị, theo trưởng nhóm nghiên cứu Alexander Aeppli ở Đại học Colorado Boulder. Họ hy vọng có thể đo giờ chính xác gấp hơn 10 lần, thậm chí 100 lần.

Loại đồng hồ trên sẽ mang lại định nghĩa mới về giây, mở ra triển vọng cho các phát hiện mới. Đồng hồ nguyên tử vốn rất nhạy với hiệu ứng tương đối, nhưng độ nhạy của đồng hồ mạng tinh thể quang học còn cao hơn gấp 1.000 lần, có nghĩ chúng có thể giúp đo lực hấp dẫn ở mức độ chi tiết chưa từng thấy cũng như kiểm tra thuyết tương đối tổng quát. Nhóm nghiên cứu mô tả chi tiết thiết bị trên cơ sở dữ liệu Arxiv.