Nhóm nghiên cứu do GS. Trần Kinh Biểu và Nghiên cứu viên Phan Đa từ Đại học Bắc Kinh, cùng với Nghiên cứu viên Du Đức Thủy từ Trung tâm Dịch vụ Thời gian Quốc gia, Viện Khoa học Trung Quốc đã thực hiện thành công việc tạo ra hai chuẩn tần số quang học trong cùng một tập hợp nguyên tử. Công trình nghiên cứu này vừa được công bố trên tạp chí Photonics Research, Tập 13, Số 3, năm 2025.
Đồng hồ nguyên tử truyền thống chỉ sử dụng một quá trình chuyển đổi năng lượng tại một thời điểm, hạn chế khả năng khai thác tài nguyên lượng tử. Nhóm nghiên cứu đã khắc phục giới hạn này bằng cách phát triển phương pháp phổ truyền điều biến chuyển đổi quang học kép (DOT-MTS).
![Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử]( "Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử") |
| DOT-MTS 780–795 nm. (a) Quá trình truyền điều biến trong DOT-MTS 780–795 nm và MTS 780 nm: sự điều biến của ánh sáng bơm 780 nm được truyền đến ánh sáng dò 780 nm và 795 nm trong tế bào Rb87. (b) Thiết lập quang học của DOT-MTS 780–795 nm và MTS 780 nm bao gồm ECDL (laser diode buồng cộng hưởng ngoài) 780 nm, ECDL 795 nm, bộ cách ly, λ/2 (tấm nửa bước sóng), PBS (bộ chia chùm phân cực), gương lưỡng sắc M1 (truyền 780 nm, phản xạ 795 nm), gương lưỡng sắc M2 (phản xạ 780 nm, truyền 795 nm), tế bào Rb87, EOM (bộ điều biến quang-điện), PD1 (đầu dò quang điện 1), PD2, và bộ điều khiển laser. (c) Các mức năng lượng của MTS 780 nm và DOT-MTS 780–795 nm: đường màu xanh tương ứng với ánh sáng dò 795 nm, và đường màu đỏ tương ứng với ánh sáng bơm và ánh sáng dò 780 nm. Nguồn: researching |
Theo kỹ thuật DOT-MTS, tín hiệu điều biến từ tia laser 780 nm truyền đồng thời đến hai quá trình chuyển đổi lượng tử 780 nm và 795 nm, cho phép vận hành song song hai đồng hồ quang học độ ổn định cao trong cùng một tập hợp nguyên tử. Phương pháp này nâng cao rõ rệt hiệu quả sử dụng hệ thống nguyên tử cho đo lường chính xác.
Đồng hồ nguyên tử ra đời từ năm 1949 đã trải qua hơn 70 năm phát triển, hoàn thiện hệ thống đo lường thời gian hiện đại, xây dựng định nghĩa lượng tử về giây và tạo nền tảng cho hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu. Sự tiến hóa từ chuẩn tần số vi ba sang quang học đã nâng cao độ chính xác, thúc đẩy các tiến bộ trong đo lường chính xác và vật lý cơ bản.
Công nghệ DOT-MTS mở ra triển vọng mới trong việc phát triển chuẩn đa tần số, kết hợp nhiều cấu hình nguyên tử khác nhau. Các nhà nghiên cứu dự định tiếp tục mở rộng kỹ thuật này sang phân tử iốt với đặc tính phổ phong phú, tạo tiềm năng lớn cho việc phát triển chuẩn đa bước sóng, nâng cao độ chính xác trong đo lường.
Phát minh này không chỉ mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực đồng hồ quang học và đo lường chiều dài mà còn thiết lập hướng phát triển mới cho đồng hồ quang học đa bước sóng từ một tập hợp nguyên tử lượng tử duy nhất, thúc đẩy tiến bộ trong quang phổ laser và đo lường lượng tử.
![Kim loại siêu mỏng gấp 100.000 lần sợi tóc: tiềm năng cách mạng hóa ngành điện tử]( "Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử") Kim loại siêu mỏng gấp 100.000 lần sợi tóc: tiềm năng cách mạng hóa ngành điện tử Theo nghiên cứu mới nhất, các nhà khoa học đã phát triển được các tấm kim loại 2D từ bismuth, gallium, indium, thiếc và chì ... |
![Chính phủ thảo luận dự luật về năng lượng nguyên tử, khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo]( "Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử") Chính phủ thảo luận dự luật về năng lượng nguyên tử, khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo Sáng 19/3/2025, Chính phủ đã họp phiên chuyên đề xây dựng pháp luật tháng 3/2025 để xem xét, cho ý kiến về dự án Luật ... |
![Việt Nam - IAEA thúc đẩy hợp tác phát triển năng lượng nguyên tử an toàn và bền vững]( "Trung quốc phát minh tiêu chuẩn tần số kép trong đồng hồ nguyên tử") Việt Nam - IAEA thúc đẩy hợp tác phát triển năng lượng nguyên tử an toàn và bền vững Đoàn công tác của Bộ KH&CN và Ủy ban Khoa học, Công nghệ và Môi trường của Quốc hội đã có buổi làm việc quan ... |
