i-news.com.vn - Đồng hồ nguyên tử từ lâu đã là phương tiện đo thời gian chính xác nhưng chúng thường rất lớn: có những chiếc cao đến 2m cũng như tiêu thụ quá nhiều năng lượng, và quá đắt để xây dựng. Vậy làm sao có thể đưa đồng hồ nguyên tử vào trong một chiếc ĐTDĐ? Một kiểu đồng hồ nguyên tử NIST đã công bố chiếc đồng hồ mà bộ phận vận hành trong chỉ bằng 1 hạt gạo, tiêu thụ 75/1000 của 1W và chỉ sau 300 năm mới bị sai một giây. Các nhà khoa học tại viện Chuẩn công nghệ Quốc gia NIST đã tuyên bố họ có thể thiết kế tâm của một chiếc đồng hồ nguyên tử chỉ bằng 1/100 lần kích cỡ của bất cứ chiếc đồng hồ nguyên tử nào. Sự tiến bộ này mở ra một chân trời mới cho các thiết bị đo thời gian chính xác hơn và có thể dùng cho các bộ phận di động, sử dụng pin trong ngành công nghệ không dây. Bộ phận vận hành bên trong của đồng hồ chỉ bằng kích cỡ một hạt gạo, năng lượng tiêu thụ ít hơn 75/1000 của một Oát (Watt) và ổn định đến mức chỉ sau 300 năm đồng hồ mới nhanh hoặc chậm một giây. Sự kết hợp vật lý của đồng hồ bao gồm laser và vapor (hơi) nguyên tử, được dùng trong vỏ chất bán dẫn sử dụng công nghệ hiện đại để sản xuất hệ thống cơ học vi điện tử MEMS. Điều này cho thấy tiềm năng sản xuất đồng hồ nguyên tử hàng hoạt với giá rẻ và kích cỡ chỉ bằng một con chip máy tính, cho phép tích hợp với các thiết bị điện tử khác. “Sức mạnh thực sự của phương pháp kỹ thuật này là chúng ta có thể chạy chiếc đồng hồ tiêu thụ rất ít năng lượng, đủ nhỏ để gài vào trong một chiếc ĐTDĐ hoặc một số loại thiết bị cầm tay khác.” John Kitching, nhà vật lý của dự án nói. Đồng hồ nguyên tử từ lâu đã là phương tiện đo thời gian chính xác nhưng chúng thường rất lớn: cao đến 2m cũng như tiêu thụ quá nhiều năng lượng, và quá đắt để xây dựng. Chi tiết kỹ thuật Chiếc đồng hồ mới dựa trên ý tưởng của những chiếc đồng hồ nguyên tử, ví dụ như chiếc NIST-F1 đo thời gian bằng sự dao động tự nhiên của các nguyên tử xezi (cesium) với 9.2 tỷ tích tắc/giây (đồng hồ thông thường là 100 ticks/giây). Trong chiếc đồng hồ mini, hơi xezi được giữ trong một ô nhỏ và thăm dò ánh sáng bằng laser hồng ngoại nhỏ, tạo ra hai từ trường điện tử. Sự khác biệt tần số của hai trường này được hợp lại để cân bằng sự khác nhau giữa hai mức năng lượng của các nguyên tử. Các nguyên tử tiếp đó sẽ chuyển sang giai đoạn “dark state” (trạng thái tối), trong đó chúng ngưng hấp thu và ngừng toả ra ánh sáng. Tại điểm này, tần số cộng hưởng tự nhiên của xezi được xác định. Máy tạo dao động bên ngoài tiếp tục cân bằng chuẩn này. Chiếc đồng hồ nhỏ bằng con chip này không chính xác như những chiếc đồng hồ nguyên tử lớn. Nhưng so sánh với những chiếc đồng hồ thạch anh - vật đối chiếu tần số và thời gian có cùng kích cỡ và năng lượng, thì những chiếc đồng hồ nguyên tử mini này tiến bộ gấp ngàn lần về độ chính xác thời gian lâu dài. Trong các thiết bị viễn thông không dây, những sản phẩm này có thể cải tiến sự đồng bộ hoá mạng và sự lựa chọn kênh để nâng cấp độ bảo mật cũng như khả năng chống nhiễu. Ở các vị trí tiếp nhận hệ thống định vị toàn cầu GPS, đồng hồ cải tiến sự chính xác của hệ thống định hướng vệ tinh giống như ở các phương tiện quân sự và thương mại và mạng đối phó các trường hợp khẩn cấp. “Thời gian chính xác luôn là nhu cầu ở bất cứ đâu” Kitching nói “Từ ứng dụng này sẽ xuất hiện nhiều điều mà chúng ta đã không bao giờ dám mơ tới.” peeve ***Đồng hồ nguyên tử là một thiết bị đo thời gian cực kỳ chính xác, hoạt động nhờ sự dao động đều tự nhiên của nguyên tử hoặc phân tử. Một chiếc đồng hồ nguyên tử hydro (Maser) chính xác đến 1 phần 1 nghìn triệu triệu (triệu luỹ thừa 4). Một chiếc đồng hồ nguyên tử xezi chỉ bị xê dịch một giây trong 1 triệu năm. Các vệ tinh định vị toàn cầu GPS được cài rất nhiều đồng hồ nguyên tử, vận hành nhờ sự dao động nguyên tử để đảm bảo sự chính xác.
