Chính phủ Mỹ tiến hành dự án phát triển đồng hồ nguyên tử quang học di động chính xác gấp 100 lần so với đồng hồ nguyên tử vi sóng.
Cơ quan Chỉ đạo các Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) của chính phủ Mỹ công bố chương trình Mạng lưới đồng hồ quang học mạnh (ROCkN), nhằm chế tạo một đồng hồ nguyên tử quang học siêu chính xác đủ gọn để đặt bên trong máy bay quân sự hoặc phương tiện trên chiến trường.
Đồng hồ nguyên tử không gian sâu của NASA. (Ảnh: NASA)
Trong hoạt động quân sự, máy bay cần độ chính xác cỡ nano giây để bắn vũ khí ở tốc độ cao và phạm vi cực đại. Ngay cả chênh lệch một phần tỷ giây cũng có thể khiến tên lửa bắn chệch mục tiêu. Để khắc phục, quân đội phụ thuộc nhiều vào định vị vệ tinh (GPS), nhưng công nghệ này không phải luôn có sẵn và có thể bị nhiễu bởi quân địch.
Đồng hồ nguyên tử có thể cung cấp giải pháp thông qua cho phép đơn vị ở chiến trường xác định thời gian với độ chính xác siêu cao mà không cần kết nối với GPS. Công nghệ sử dụng chùm vi sóng để đo tần số của nguyên tử khi chúng thay đổi trạng thái năng lượng. Loại đồng hồ nguyên tử chính xác nhất là đồng hồ nguyên tử quang học sử dụng chùm ánh sáng thay cho chùm vi sóng, giúp độ chính xác tăng gấp 100 lần. Đồng hồ nguyên tử quang học chính xác đến mức không bị lệch một giây nào trong lịch sử hơn 13 tỷ năm của vũ trụ. Những cỗ máy này thường khá cồng kềnh, nhưng chương trình ROCKn của DARPA muốn tạo ra thiết bị nhỏ và nhẹ hơn để lắp trên phương tiện quân sự và thậm chí vệ tinh.
“Mục tiêu của chúng tôi là biến đổi đồng hồ nguyên tử quang học từ cấu hình phức tạp trong phòng thí nghiệm thành phiên bản nhỏ và mạnh có thể hoạt động ở bên ngoài”, Tatjana Curcic, quản lý dự án ở Phòng Khoa học Quốc phòng của DARPA, cho biết. “Nếu chúng tôi thành công, loại đồng hồ nguyên tử này sẽ có độ chính xác lớn hơn 100 lần so với đồng hồ nguyên tử vi sóng. Chương trình ROCkN có thể tạo ra nhiều công nghệ quan trọng, dẫn tới mạng lưới đồng hồ tiềm năng trong tương lai”.
Công nghệ đồng hồ nguyên tử cũng có ứng dụng trong khám phá vũ trụ. Năm 2019, NASA kích hoạt Đồng hồ nguyên tử không gian sâu, cho phép định vị chính xác trong vũ trụ. Tương tự, đồng hồ nguyên tử quang học di động sẽ giúp tàu vũ trụ trong tương lai định vị dễ dàng hơn.