Chiếc đồng hồ nguyên tử chính xác nhất thế giới định nghĩa lại cách chúng ta đo giây

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) đã phát triển chiếc đồng hồ nguyên tử quang học dựa trên ion nhôm chính xác nhất thế giới, thiết lập một chuẩn mực mới bằng cách đo một giây đến chữ số thập phân thứ 19. Chiếc đồng hồ này chính xác hơn 41% và ổn định hơn 2,6 lần so với kỷ lục trước đó, phản ánh hai thập kỷ cải tiến. Khác với đồng hồ nguyên tử cesium truyền thống, thiết bị này sử dụng một ion nhôm đơn có tần số dao động cao cực kỳ ổn định, kết hợp với một ion magiê trong hệ thống “đôi bạn” thông qua quang phổ học logic lượng tử. Ion magiê giúp làm mát ion nhôm và hỗ trợ đo chính xác các “nhịp đập” của nó. Để đạt được độ chính xác chưa từng có này, các nhà khoa học đã vượt qua nhiều thách thức kỹ thuật, bao gồm thiết kế lại bẫy ion để giảm thiểu chuyển động ion không mong muốn và xây dựng buồng chân không từ titan nhằm giảm đáng kể sự can thiệp của hydro. Ngoài ra, đồng hồ còn được hưởng lợi từ một laser siêu ổn định phát triển tại JILA, với chùm tia truyền hơn hai dặm qua cáp quang đến NIST, nâng cao độ ổn định của đồng hồ và rút ngắn thời gian đo từ nhiều tuần.