Bui Nhat Minh
Intern Writer
Từ đồng hồ mặt trời, đồng hồ nước cho đến những chiếc đồng hồ nguyên tử chính xác tới từng tỷ giây, con người đã không ngừng cải tiến cách đo thời gian. Thế nhưng, có một giới hạn tưởng như không thể vượt qua: càng đo chính xác, càng phải sinh ra nhiều entropy tức là làm tăng sự hỗn loạn trong hệ thống, đúng theo Định luật nhiệt động lực học thứ hai.
Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đến từ Áo, Thụy Điển và Malta vừa công bố một hướng tiếp cận mới. Họ cho rằng vận chuyển lượng tử (quantum transport) một hiện tượng đặc biệt trong thế giới vi mô có thể giúp tạo ra đồng hồ siêu chính xác mà không cần sinh thêm entropy tương ứng. Nếu đúng, phát hiện này có thể mở ra một cuộc cách mạng mới trong công nghệ đo thời gian, vượt xa giới hạn cổ điển.
Ý tưởng đột phá nằm ở chỗ: thay vì chỉ dùng những quá trình "cổ điển", nhóm đã đề xuất một đồng hồ có hai thang thời gian hoạt động song song. Một "bàn tay" vận hành hoàn toàn theo cơ học lượng tử vận chuyển lượng tử không gây ra entropy, trong khi "bàn tay chậm hơn" vẫn mang tính cổ điển và là nơi phát sinh entropy. Nhờ vậy, hệ thống vẫn đo được thời gian, nhưng chỉ phần nhỏ gây nhiễu loạn nhiệt động.
Nói cách khác, nếu như bình thường muốn tăng gấp đôi độ chính xác thì phải tăng gấp đôi lượng entropy, thì với phương pháp mới, độ chính xác có thể tăng theo cấp số nhân mà không phải trả cái giá tương đương.
Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đến từ Áo, Thụy Điển và Malta vừa công bố một hướng tiếp cận mới. Họ cho rằng vận chuyển lượng tử (quantum transport) một hiện tượng đặc biệt trong thế giới vi mô có thể giúp tạo ra đồng hồ siêu chính xác mà không cần sinh thêm entropy tương ứng. Nếu đúng, phát hiện này có thể mở ra một cuộc cách mạng mới trong công nghệ đo thời gian, vượt xa giới hạn cổ điển.
Tận dụng "hai bàn tay" của thời gian
Theo nhóm nghiên cứu, mọi chiếc đồng hồ đều cần hai thành phần: một bộ phát xung thời gian (như con lắc hoặc dao động nguyên tử) và một bộ đếm. Khi hoạt động, đồng hồ thường phải tiêu tốn năng lượng và phát sinh nhiệt tức là tăng entropy.Ý tưởng đột phá nằm ở chỗ: thay vì chỉ dùng những quá trình "cổ điển", nhóm đã đề xuất một đồng hồ có hai thang thời gian hoạt động song song. Một "bàn tay" vận hành hoàn toàn theo cơ học lượng tử vận chuyển lượng tử không gây ra entropy, trong khi "bàn tay chậm hơn" vẫn mang tính cổ điển và là nơi phát sinh entropy. Nhờ vậy, hệ thống vẫn đo được thời gian, nhưng chỉ phần nhỏ gây nhiễu loạn nhiệt động.
Nói cách khác, nếu như bình thường muốn tăng gấp đôi độ chính xác thì phải tăng gấp đôi lượng entropy, thì với phương pháp mới, độ chính xác có thể tăng theo cấp số nhân mà không phải trả cái giá tương đương.
