Bạn có nhận thấy là bạn phải luôn điều chỉnh đồng hồ trong nhà mình hay không? Tại sao người ta không chế tạo một cái đồng hồ thật chính xác để khỏi tốn công điều chỉnh nữa? Một cái đồng hồ không bao giờ chạy sai trong thời gian, nói ví dụ, cỡ bằng tuổi của Vũ trụ thì sao nhỉ? Vâng, đó là cái các nhà nghiên cứu ở trường Đại học New South Wales, Australia đang đề xuất.
Đồng hồ nguyên tử rồi sẽ là tàn tích của một thời đại đã xa? Ảnh: NIST
Theo tính toán của họ, một neutron quay xung quanh hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố sẽ đảm nhiệm công việc chính. Thật vậy, chiếc “đồng hồ hạt nhân” sẽ chính xác đến mức nó không chạy nhanh hoặc chạy chậm hơn 1/20 giây trong 14 tỉ năm – đó là tuổi của Vũ trụ.
Rõ ràng một chiếc đồng hồ như thế này sẽ không có giá trị sử dụng hàng ngày, nhưng trong khoa học, đồng hồ đo chính xác là cái rất quan trọng. Và chiếc đồng hồ một nguyên tử này sẽ chính xác gấp 100 lần cái các nhà khoa học có thể truy xuất hiện nay. Họ muốn có thể ghi thời gian xuống tới 19 chữ số thập phân: 0,0000000000000000001 của một giây.
Một trong những lĩnh vực sử dụng đồng hồ quan trọng nhất là GPS. Hệ thống Định vị Toàn cầu sử dụng đồng hồ để đo thời gian tín hiệu từ những vệ tinh khác nhau đi tới thiết bị của bạn. Các vệ tinh đang phát ra tín hiệu thời gian rất chính xác, tín hiệu đó có thể dùng để lập tam giác đạc vị trí của bạn. Đồng hồ chính xác hơn đồng nghĩa với vị trí được định vị chính xác hơn.
Vậy các vệ tinh làm thế nào định vị được như thế? Tất nhiên là dùng laser. Toàn bộ những ngành khoa học tiên tiến đều dùng laser. Theo các nhà nghiên cứu:
“Các đồng hồ nguyên tử sử dụng electron quay xung quanh một nguyên tử làm quả lắc đồng hồ. Nhưng chúng tôi đã chứng minh rằng bằng cách sử dụng laser để hướng các electron theo một kiểu rất đặc biệt, người ta có thể sử dụng neutron đang quay xung quanh một hạt nhân nguyên tử làm con lắc đồng hồ, tạo ra cái gọi là đồng hồ hạt nhân với độ chính xác vô song”.
Đây là ưu điểm lớn. Neutron của một nguyên tử liên kết mạnh với hạt nhân đến mức nó hầu như hoàn toàn không bị ảnh hưởng bởi những lực bên ngoài. Mặt khác, các electron thì có thể bị ảnh hưởng, vì thế mà các đồng hồ có thể kém chính xác hơn.
Hoài Ân – thuvienvatly.com
Nguồn: Đại học New South Wales
