Nhờ thorium, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tạo ra chiếc đồng hồ chính xác nhất trên thế giới

thorium

Nhiều nhà nghiên cứu ngày nay đang nghiên cứu việc phát triển các ứng dụng mới, nơi họ có thể sử dụng một kim loại hiếm như thorium. Nhờ chính xác vào các thí nghiệm đang được thực hiện với vật liệu này, chúng tôi đã hiểu rằng nó có thể được sử dụng để tạo thế hệ đồng hồ nguyên tử mới. Trong số những điểm đặc biệt mà loại đồng hồ nguyên tử hoàn toàn mới này sẽ thể hiện, chúng tôi thấy rằng cuối cùng có thể tạo ra một cơ chế nổi bật là chính xác hơn nhiều so với cơ chế chúng ta đang sử dụng cho đến nay.

Nói với bạn rằng ngày nay con người sử dụng một hệ thống rất đơn giản để có được những hệ thống có độ chính xác cao hoạt động như bình thường. Những chiếc đồng hồ này, lần lượt, được sử dụng cho các nhiệm vụ khác nhau, chẳng hạn như điều phối các vệ tinh và biết vị trí toàn cầu của chúng giống nhau. Ý tưởng để làm điều này là đánh vào một electron với mức năng lượng mong muốn để buộc nó nhảy khỏi quỹ đạo của nó và quay trở lại.

Lần lượt, tạo ra bước nhảy lượng tử nhỏ này, đòi hỏi một khoảng thời gian rất chính xác, có thể được phát hiện và sử dụng như một loại con lắc rất nhỏ. Đó là độ chính xác của các hệ thống hiện tại, theo các nhà nghiên cứu, có vẻ như chúng có thể mất một giây cứ sau hai trăm triệu năm hoặc lâu hơn, một chi tiết chắc chắn giúp chúng ta hiểu được độ chính xác to lớn mà công nghệ này có thể mang lại cho con người.

đồng hồ nguyên tử

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ tin rằng việc sử dụng thorium có thể giúp chúng ta tạo ra những chiếc đồng hồ lượng tử quý giá hơn

Mặc dù đồng hồ lượng tử chỉ có thể mất một giây sau mỗi hai trăm năm, nhưng sự thật là nó vẫn có những trung tâm tìm cách làm cho đồng hồ lượng tử trở thành một hệ thống chính xác hơn. Trong số các trung tâm chuyên ngành, hôm nay tôi muốn giới thiệu với các bạn về công trình mới nhất được thực hiện bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ, từ đó một bài báo hoàn chỉnh đã được xuất bản để chứng minh cách thức các hệ thống này có thể được cải thiện bằng cách làm mát và tăng mật độ của các hạt tham gia vào chúng.

Để cố gắng giải thích điều này tốt hơn một chút, nghiên cứu cho chúng ta biết về cách mật độ của các hạt đóng gói trong một hạt nhân, chẳng hạn như mật độ của nguyên tử thori, rất khó để thay đổi vì vậy, về lý thuyết, nó có thể làm cho đồng hồ nguyên tử sử dụng chúng có thể tiếp tục chạy lâu hơn.

Một trong những đặc điểm tuyệt vời khác khiến thorium trở thành một nguyên tố thú vị là, không giống như các vật liệu khác, cần một lực mạnh để kích thích chúng, chẳng hạn như tia X hay tia gamma, với thorium thì chỉ cần sử dụng tia cực tím, điều gì đó điều đó, không nghi ngờ gì nữa, khiến nó trở thành một trong những ứng cử viên tốt nhất mà chúng tôi có tạo ra một đồng hồ nguyên tử quang học dựa trên hạt nhân của một nguyên tử.

Như nhà vật lý đã nhận xét Ekkehard Peik:

Nhờ công nghệ mới này, chúng tôi đã phát triển được một hệ thống mà ở đó sự cộng hưởng của quá trình chuyển đổi cực kỳ sắc nét và nó chỉ có thể được quan sát nếu tần số của ánh sáng laser khớp chính xác với sự chênh lệch năng lượng của cả hai trạng thái.

cấu trúc đồng hồ nguyên tử

Thori có thể cần thiết cho việc tạo ra một đồng hồ nguyên tử quang học dựa trên hạt nhân của nguyên tử

Làm việc với các nhà nghiên cứu từ Ludwig-Maximilians-Universität, nằm ở thành phố Munich của Đức, nhóm nghiên cứu đã phân tích các dạng siêu bền của đồng phân Thorium-229, ghi lại trạng thái kích thích khi chúng phân hủy thành nguyên tử uranium. Bằng cách chiếu tia laser vào các nguyên tử bị mắc kẹt và nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do sự thay đổi của các electron, nhóm có thể đánh giá sự phân bố tải trên cốt lõi của nó.

Kết quả cuối cùng là một hình ảnh tốt hơn về hạt nhân sẽ giúp thu hẹp dải tần số cần thiết để chuyển hạt nhân nguyên tử từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích, làm cho nó tích tắc như kim đồng hồ. Đáng buồn thay, ít nhất là vào lúc này, vẫn chưa rõ đồng hồ hạt nhân dựa trên thorium sẽ chính xác đến mức nào, nhưng chắc chắn nó sẽ mở ra một cơ hội cho một cách hoàn toàn mới để đo giây trôi qua.


Hãy là người đầu tiên nhận xét

Để lại bình luận của bạn

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu bằng *

*

*

  1. Chịu trách nhiệm về dữ liệu: Miguel Ángel Gatón
  2. Mục đích của dữ liệu: Kiểm soát SPAM, quản lý bình luận.
  3. Hợp pháp: Sự đồng ý của bạn
  4. Truyền thông dữ liệu: Dữ liệu sẽ không được thông báo cho các bên thứ ba trừ khi có nghĩa vụ pháp lý.
  5. Lưu trữ dữ liệu: Cơ sở dữ liệu do Occentus Networks (EU) lưu trữ
  6. Quyền: Bất cứ lúc nào bạn có thể giới hạn, khôi phục và xóa thông tin của mình.