Khám phá
Khám phá khoa học
Đồng hồ quang nguyên tử siêu chính xác định nghĩa lại độ dài của một giây
Đồng hồ quang nguyên tử siêu chính xác định nghĩa lại độ dài của một giây
Việc phát hiện chi tiết hơn về những thay đổi nhỏ trong dòng chảy thời gian có thể giúp các nhà khoa học tìm ra những bằng chứng về vật lý mới.
Một giây dài bao nhiêu?
Định nghĩa về giây - đơn vị thời gian cơ bản nhất trong hệ thống đo lường thời gian hiện tại của chúng ta đã không được cập nhật trong hơn 70 năm. Theo đó, tiêu chuẩn về giây hiện tại dựa trên một thí nghiệm năm 1957 với một đồng vị, hoặc một biến thể của caesi (nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn có ký hiệu Cs và số nguyên tử bằng 55) ở trạng thái "kích thích" nhất và giải phóng số lượng photon hay đơn vị ánh sáng lớn nhất có thể.
Khi đo lại bước sóng - thứ được gọi là tần số cộng hưởng tự nhiên của caesi, các nhà khoa học phát hiện ra các nguyên tử caesi "tích tắc" 9.192.631.770 lần mỗi giây. Kể từ đó, độ dài của giây đã được xác định.
Đồng hồ thiên văn Praha (Praha Orloj) - một trong những đồng hồ lâu đời nhất trên thế giới, nằm tại CH Séc (Ảnh: Twitter).
Thế nhưng trong khoảng một thập kỷ tới, định nghĩa này có thể thay đổi. Dựa trên công nghệ có tên gọi là đồng hồ quang học nguyên tử siêu chính xác, các nhà khoa học giờ đây có thể dựa vào ánh sáng nhìn thấy để thiết lập một định nghĩa mới về giây.
Trên lý thuyết, đồng hồ nguyên tử này sẽ chính xác hơn nhiều so với mẫu đồng hồ cesium tiêu chuẩn, từng được biết đến với khả năng đo giây dựa trên sự dao động của các nguyên tử caesi khi tiếp xúc với vi sóng.
Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt này, Jeffrey Sherman, một nhà nghiên cứu tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia về Thời gian và Tần số ở Boulder, Colorado (Mỹ) đã dùng phép so sánh thú vị. "Hãy tưởng tượng như trước đây, chúng ta đo giây đồng hồ bằng một cây gậy dài 1 mét", Sherman nói. "Nhưng giờ đây, bạn sẽ có một chiếc thước kẻ với vạch dấu lên tới từng milimet".
Để làm được điều này, các nhà nghiên cứu phải phân tách, sau đó làm lạnh các nguyên tử đến độ 0 tuyệt đối trong một sợi tóc, sau đó "ép xung" chúng với màu sắc được điều chỉnh từ của ánh sáng khả kiến cần thiết để kích thích tối đa các nguyên tử này. Cuối cùng, họ sẽ đếm các dao động từ các xung ánh sáng phát ra từ khoảng cách rất nhỏ, để đo "độ dài" của một giây đồng hồ. Đây đều là những kỹ thuật cực kỳ phức tạp và có thể cần thêm nhiều thí nghiệm để đo lường một cách chính xác.
Tuy nhiên nếu mọi chuyện diễn ra theo đúng kế hoạch, Sherman tin rằng một định nghĩa mới về giây đồng hồ có thể sẽ chính thức được thông qua vào năm 2030.
Tại sao phải đo lại giây đồng hồ?
Thời gian không chỉ đơn giản là phát đi theo một đường thẳng
Thời gian không chỉ đơn giản là phát đi theo một đường thẳng. Thuyết tương đối của Einstein từng cho rằng nó bị biến dạng bởi khối lượng và lực hấp dẫn. Kết quả là thời gian có thể trôi qua chậm hơn một chút ở mực nước biển, nơi trường hấp dẫn của Trái đất mạnh hơn so với một vị trí ở rất cao, chẳng hạn như trên đỉnh Everest.
Theo Sherman, việc phát hiện chi tiết hơn về những thay đổi nhỏ trong dòng chảy thời gian không chỉ giúp định nghĩa lại các khái niệm để chúng trở nên rõ ràng, chính xác hơn, mà còn có thể giúp các nhà khoa học tìm ra những bằng chứng về vật lý hoàn toàn mới.
Bên cạnh đó, loại đồng hồ quang học mới còn có thể giúp phát hiện vật chất tối, chất vô hình tạo ra lực hấp dẫn, hoặc tìm kiếm những tàn tích của "Vụ nổ lớn" dưới dạng các sóng hấp dẫn - hay những gợn sóng trong không-thời gian, được tiên đoán bởi thuyết tương đối của Einstein.
Được biết từ trước đến nay, mức độ ảnh hưởng của vật chất tối chỉ được phát hiện ở những vùng xa xôi, nơi các thiên hà quay xung quanh nhau, từ sự bẻ cong của ánh sáng xung quanh các hành tinh và ngôi sao, hay từ ánh sáng còn sót lại từ Vụ nổ lớn.
Tuy nhiên, nếu những đám vật chất tối này đang ẩn nấp ở đâu đó gần hơn, thậm chí là ở ngay trên Trái đất, thì những chiếc đồng hồ siêu chính xác - thứ có thể phát hiện ra sự chậm lại rất nhỏ của thời gian - là thứ khả dĩ nhất có thể giúp các nhà khoa học tìm thấy chúng.
Cận cảnh "siêu quái vật" đào đất lớn nhất thế giới, có khối lượng lên tới 13.500 tấn
Bagger 288 là đơn đặt hàng của công ty khai mỏ Rheinbraun. Các kỹ sư phải mất 5 năm để lên kế hoạch thiết kế và sản xuất, thời gian lắp ráp cỗ máy khổng lồ này cũng mất thêm 5 năm nữa.
Halloween nào cũng thấy bí ngô mặt quỷ nhưng có ai biết câu chuyện thật đằng sau không?
Những quả bí ngô được chạm khắc thành những khuôn mặt đáng sợ, kèm theo ánh sáng le lói bởi ngọn nến bên trong từ lâu đã trở thành một trong những biểu tượng đặc trưng của ngày Halloween.
Những vụ tàu ngầm mất tích bí ẩn nhất thế giới
Tàu ngầm là cỗ máy chiến tranh dưới nước vô cùng độc đáo. Nó được thiết kế để hoạt động bí mật dưới nước nhằm thực hiện nhiệm vụ do thám, trinh sát, triển khai biệt kích và chiến đấu.
Chuyện gì xảy ra nếu tất cả núi lửa trên Trái Đất cùng phun trào?
Với những dòng nham thạch nóng bỏng chảy xuống và những đốm lửa trong mây bụi, quang cảnh một ngọn núi lửa phun trào vừa đáng sợ lại vừa đáng kinh ngạc.
Bí ẩn những món ăn trong ngày lễ ma quỷ Halloween
Cũng như các ngày lễ khác, trong lễ Halloween, người ta thường ăn một số món ăn đặc trưng và mang ý nghĩa đặc biệt cho dịp này.
Nguồn gốc khoa học của quái vật Halloween
Người sói, thây ma, hồn ma.... những sinh vật tiêu biểu cho sự đáng sợ của mùa Halloween không phải tự dưng xuất hiện trong các câu chuyện.
