Thực sự GIÂY là gì và được quy ước như thế nào?

Thời gian 1 GIÂY được quy ước bằng chính xác 9192631770 chu kỳ của bức xạ ứng với sự chuyển tiếp giữa hai mức trạng thái cơ bản siêu tinh tế của nguyên tử Cesium-133 cô lập. Chúng ta đã quá quen thuộc với các đơn vị đo lường thời gian như giờ, phút, giây… nhưng…

Thực sự GIÂY là gì và được quy ước như thế nào?

Có lẽ nhiều người trong chúng ta vẫn nghĩ GIÂY chỉ là một đơn vị ngẫu hứng được đặt ra chỉ với mục đích rất bình thường là đo lường thời gian. Giúp chúng ta xác định rõ khoảnh khắc mà mình nhìn đồng hồ hoặc cùng lắm là đo lường vài thí nghiệm, ngoài ra chẳng còn gì hơn. Tuy nhiên, mọi thứ có thể phức tạp hơn bạn nghĩ nếu bạn chưa biết điều này. Các đơn vị đo lường trong hệ SI mà ‘’giây’’ là một điển hình được quy ước rất chặt chẽ để không chỉ phục vụ cho các nhu cầu đời thường mà còn hỗ trợ tối ưu cho các ngành khoa học cấp cao. Nếu GIÂY cũng như nhiều đơn vị khác mà không được quy ước chặt chẽ, thì chúng chỉ có thể thỏa được những ứng dụng bình thường và rất khó khăn để sử dụng trong khoa học. Điều này rất quan trọng, sự phát triển của khoa học – kỹ thuật đòi hỏi sự chính xác cao hơn trong quy ước vì nếu không sẽ không thỏa được các yêu cầu. Trong khoa đo lường, giây là đơn vị đo thời gian, một trong 7 đơn vị cơ bản trong hệ đo lường quốc tế (SI). Định nghĩa quen thuộc của giây vốn là khoảng thời gian bằng 1/60 của phút, hay 1/3600 của giờ. Định nghĩa chính xác gần đây nhất của Văn phòng Cân đo Quốc tế (Bureau International des Poids et Mesures) vào năm 2019 là: ‘’Thời gian 1 giây được định nghĩa theo delta(vCs) = 9192631770×1/s. Với delta(vCs) là tần số bức xạ điện từ phát ra bởi nguyên tử Cesium-133 cô lập, khi nó chuyển đổi giữa hai trạng thái cơ bản siêu tinh tế.’’

Tương đương với định nghĩa cũ trước 2019:

‘’Khoảng thời gian bằng 9 192 631 770 lần chu kỳ của bức xạ điện từ phát ra bởi nguyên tử Cs133 khi thay đổi trạng thái giữa hai mức năng lượng đáy siêu tinh vi.’’ Trong vật lý người ta còn sử dụng các đơn vị nhỏ hơn như mili giây (một phần nghìn giây), micrô giây (một phần triệu giây), hay nano giây (một phần tỉ giây)… Có thể nói, trong vật lý, gần như mọi khái niệm cơ bản nhất đều được quy ước rất chặt chẽ để phục vụ các yêu cầu đời thường và khoa học. Các đơn vị kilogram, ampe, kelvin, và mol được định nghĩa lại và có hiệu lực từ ngày 20 tháng 5 năm 2019 bằng cách đặt giá trị số chính xác cho các hằng số tương ứng là hằng số Planck (h), điện tích cơ bản (e), hằng số Boltzmann (k), và hằng số Avogadro (NA). Trước đó đơn vị cơ bản mét và candela cũng đã được định nghĩa dựa trên các hằng số vật lý, cũng sẽ phải tuân theo định nghĩa mới năm 2019. Mục đích của định nghĩa mới cho các đơn vị SI đó là không làm thay đổi độ lớn của bất kỳ đơn vị nào, cho phép tính liên tục và không làm gián đoạn bất kỳ phép đo hiện tại nào. Nguồn: Science Realm, Wikipedia.