Trung Quốc đưa đồng hồ nguyên tử lạnh đầu tiên lên vũ trụ

Theo tính toán, đồng hồ nguyên tử lạnh mới nhất của Trung Quốc chỉ sai một giây sau...1 tỷ năm.

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ đang vận hành chiếc đồng hồ nguyên tử NIST-F2 được cho là chính xác nhất hiện nay. Tuy nhiên, Trung Quốc đang thách thức chiếc đồng hồ này khi tuyên bố sẽ phóng "máy đo thời gian" chính xác nhất thế giới lên quỹ đạo vào ngày 15/9.

Thiên Cung-2 đã được phóng lên quỹ đạo.

Chiếc đồng hồ của Mỹ cao khoảng 2,5m và chứa trong một căn phòng lớn. NIST-F2 sai lệch khoảng 1 giây sau 300 triệu năm.

Chiếc đồng hồ nguyên tử lạnh (CACS) do các nhà nghiên cứu Thượng Hải, Trung Quốc phát triển có thể nâng dễ dàng bởi hai người. Đáng lưu ý nó chính xác hơn đồng hồ của Mỹ gấp 3 lần và chỉ sai một giây sau 1 tỉ năm. Chiếc đồng hồ này dự kiến sẽ được phóng vào vũ trụ trong tối nay.

"Đây là đồng hồ nguyên tử lạnh đầu tiên hoạt động ngoài không gian cho các mục đích dân sự, quốc phòng", giáo sư Xu Zhen, nhà khoa học tham gia vào dự án CACS, nói.

Hệ thống vệ tinh Bắc Đẩu của Trung Quốc hiện nay không chính xác bằng hệ thống GPS của Mỹ, tuy nhiên Xu nói rằng khi sử dụng đồng hồ siêu chính xác CACS, sự chính xác của hệ thống định vị Trung Quốc sẽ gia tăng đáng kể.

Đồng hồ CACS có độ chính xác gấp vài ngàn lần đồng hồ sử dụng trên các vệ tinh GPS bắt đầu hành trình của mình trên phòng thí nghiệm vũ trụ Thiên Cung-2 được phóng khỏi ở Nội Mông tối ngày 15/9.

Các thiết bị đi kèm phòng thí nghiệm Thiên Cung 2.

Một thiết bị khác là máy phân cực tia gamma sẽ được gắn trên phòng thí nghiệm Thiên Cung-2 để đo đạc, nghiên cứu các vụ nổ trong vũ trụ. Ngoài ra, các nhà khoa học gắn thêm thiết bị liên lạc lượng tử và một chiếc lò để mô phỏng nhiệt độ cực cao tạo ra khi một vật chất mới được sinh ra. Một vệ tinh giám sát khác cũng bay xung quanh Thiên Cung-2 nhằm tránh va chạm với những mảnh vỡ vũ trụ.

Các nhà khoa học Trung Quốc tự tin nói rằng Thiên Cung-2 đánh dấu bước chuyển của nước này từ "theo gót" các nước lớn trong công nghiệp vũ trụ thành người tiên phong.

Xu, một nhà nghiên cứu ở Viện Cơ khí chính xác và Quang học Thượng Hải trực thuộc Học viện Khoa học Trung Quốc nói rằng đồng hồ nguyên tử lạnh là một ví dụ điển hình cho sự chuyển dịch này.

Ý tưởng gửi đồng hồ siêu chính xác vào vũ trụ được các nhà khoa học châu Âu đề xuất cách đây 20 năm. Tuy nhiên, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu lúc đó gặp nhiều khó khăn và trì hoãn khi phóng đồng hồ siêu chính xác lên quỹ đạo. Dự kiến năm sau đồng hồ loại này mới được gắn trên trạm ISS.

Mỹ cũng tự phát triển đồng hồ nguyên tử lạnh của riêng mình tuy nhiên phải hủy do ngân sách cắt giảm.

Đồng hồ nguyên tử hoạt động trên nguyên lý các điện tử electron xoay quanh hạt nhân của một phân tử sẽ nhảy từ trạng thái này sang trạng thái khác nhờ kích ứng sóng cực ngắn. Do đó, nguyên tử có thể đóng vai trò là "đồng hồ chính xác" khi sản sinh và duy trì sóng cực ngắn ở một tần số cố định.

Trung Quốc đang dần đạt được vị thế của một cường quốc vũ trụ.

Đồng hồ nguyên tử lạnh chính xác hơn nhiều so với đồng hồ truyền thống. Đồng hồ nguyên tử nóng sử dụng sóng laser để hạn chế tốc độ nguyên tử từ vài trăm mét/giây xuống một cm/giây. Vì hạt nhân được coi là vật quy chiếu nên chỉ cần chạy chậm một chút là tính chính xác của toàn bộ đồng hồ nguyên tử sẽ bị thay đổi.

Ngoài ra, nguyên tử bị ảnh hưởng bởi trọng lực. Vũ trụ có lực hút trái đất kém nên giúp tăng sự chính xác của những đồng hồ nguyên tử lạnh.

Trung Quốc dự kiến sẽ tự phóng trạm vũ trụ kích thước đầy đủ vào năm 2020 với kinh nghiệm từ phòng thí nghiệm Thiên Cung phóng lên không gian 5 năm trước. "Chúng tôi vẫn là rùa trong cuộc đua với những con thỏ", một chuyên gia hàng không vũ trụ Trung Quốc nói.