Une horloge atomique 100 fois plus précise que celle au césium !

Une horloge atomique 100 fois plus précise que celle au césium !

Une horloge atomique expérimentale fonctionnant avec des atomes d'ytterbium est devenue le mécanisme temporel le plus précis de la planète, avec un décalage de moins d'une seconde en 13,8 milliards d'années, soit ni plus ni moins que l'âge de l'univers.

Le dispositif est situé au pied des montagnes jouxtant la ville de Boulder (Colorado - USA), dans les laboratoires de l'Institut national des sciences et de la technologie (NIST). L'horloge à ytterbium du réseau optique du NIST se révèle plus stable que n'importe qu'elle autre horloge. "Elle ouvre la porte à un certain nombre d'applications pratiques intéressantes de chronométrage à haute performance" a indiqué le physicien américain du NIST, Andrew Ludlow.

Ainsi, les lasers sont en mesure de fournir une régularité de battement 100 fois plus stable que les horloges atomiques au césium et dix milliards de fois plus précise par rapport à une banale montre à quartz.


"Cette avancée spectaculaire aura des implications significatifs non seulement sur la précision du chronométrage, mais également sur le GPS et un ensemble de capteurs qui mesurent des forces minuscules comme la gravité, les champs magnétiques et la température" a précisé Andrew Ludlow, coauteur des travaux parus dans la revue américaine Science. "Et il s'agit là d'une étape majeure dans l'évolution des horloges atomiques de nouvelle génération actuellement en cours de développement dans le monde entier".

L'horloge atomique utilise la pérennité et l'immuabilité de la fréquence du rayonnement électromagnétique émis par un électron lors du passage d'un niveau d'énergie à un autre pour assurer l'exactitude et la stabilité du signal oscillant qu'elle produit. Elle s'appuie sur la fréquence toujours constante de la lumière nécessaire pour faire vibrer un atome de césium, la référence internationale actuelle.

Chacune des horloges atomiques du NIST s'appuie sur environ 10.000 atomes d'ytterbium refroidis à 10 microkelvin (10 millionièmes de degré au-dessus du zéro absolu – 273,15 °C). Ces atomes sont piégés dans un réseau de puits optiques en forme de galette et comprenant de rayons laser. Un autre laser "bat" 518 milliards de fois par seconde et provoque une transition entre deux niveaux d'énergie dans les atomes. Une vibration d'une régularité encore plus importante que celle obtenue avec un atome de césium pourrait conduire à une nouvelle définition internationale de la seconde et donc du temps universel. Par ailleurs, le grand nombre d'atomes semble être la clé d'une plus grande stabilité des horloges.

02 September, 2013