Đồng hồ mới chỉnh lại cách tính thời gian

Tạp Chí Giáo Dục

Thứ hai, 30.05.2016, 14:05

Sau 50 năm, định nghĩa độ dài một giây đã lại thay đổi vì các nhà khoa học cho ra đời chiếc đồng hồ chính xác nhất lịch sử.

Các nhà khoa học Đức tin rằng họ đã tìm ra cách tính thời gian chính xác nhất từ trước đến nay. Theo đó, vụ nổ Big Bang khoảng 14 tỉ năm trước mà chúng ta tính toán đã sai lệch 100 giây.

Sự thay đổi này rất khó để nhận ra bởi con người nhưng lại có ý nghĩa quan trọng đối với hệ thống định vị toàn cầu GPS hiện nay. Nó sẽ làm tăng độ chính xác của hệ thống từ sai số hàng mét xuống còn vài xentimet.

Đồng hồ mới làm thay đổi định nghĩa về một giây của con người

Thực ra, cách đo thời gian vẫn dựa trên ý tưởng về con lắc. Từ năm 1967, Hệ đo lường quốc tế – International System of Units (SI) đã đưa ra khái niệm một giây là 9.192.631.770 chu kỳ tín hiệu vi sóng phát ra từ những dao động lắc.

Tuy nhiên, giống như một chiếc đồng hồ quả lắc truyền thống, chúng có thể chạy nhanh hay chậm với sai số khoảng 1 nano giây/30 ngày.

Báo cáo xuất bản trên tạp chí Optica mô tả chiếc đồng hồ mới dùng nguyên tử strontium – nguyên tố nhanh hơn rất nhiều so với caesium có trong các loại đồng hồ phổ biến hiện nay. Ngoài ra, nó sẽ là đồng hồ quang học – sử dụng quang phổ thay vì vi sóng trong dao động con lắc như bình thường.

Nếu một giây được định nghĩa dựa trên strontium, nó sẽ kéo dài khoảng 429.000 tỉ chu kỳ. Phương pháp tính toán trên đồng hồ mới làm giảm sai số xuống còn ít hơn 0.2 nano giây/25 ngày.

Tiến sĩ Christian Grebing của Viện đo lường quốc gia Đức cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi là một mốc quan trọng đối với việc đưa đồng hồ quang học thành hiện thực".

Các đồng hồ quang học này dùng tia laser để điều chỉnh các nguyên tử và iontrong buồng chân không được che chắn khỏi các ảnh hưởng bên ngoài, từng vấp phải nhiều vấn đề vì kỹ thuật phức tạp và dễ ngừng hoạt động. Nhưng tiến sĩ Grebing cho biết, nghiên cứu này đã giải quyết được vấn đề đó.

Phương pháp tính toán trên đồng hồ mới làm giảm sai số xuống còn ít hơn 0.2 nano giây/25 ngày

Ông nói thêm rằng việc xác định lại độ dài một giây nên được trì hoãn khoảng 10 năm. Điều này cho phép các nhà khoa học có thời gian tạo ra phiên bản đồng hồ quan học khác sử dụng các loại chất khác nhau như các nguyên tử nhôm và ion thay vì strontium.

"Chúng tôi muốn cải thiện cơ sở định thời gian trên toàn thế giới bằng các chế tạo đồng hồ tốt hơn và tốt hơn nữa rồi tích hợp chúng vào hạ tầng lưu giữ thời gian. Những gì chúng tôi đã chứng minh là bước tiến đầu tiên hướng đến sự cải tiến toàn cầu của sự định thời", Christian Grebing giải thích. Ngoài ra, một khi chiều chiều dài của một giây được xác định lại, nhân loại đều muốn có sự chuyển đổi mượt mà, tối thiểu hóa độ dài chênh lệch nhất có thể.

HH (theo khoahoc.tv)