Les oscillations de la lumière est infiniment plus précises que les oscillations du césium. On va devoir changer la définition de la seconde.
Dans une chambre vide, la doctorante Natascia Castagna et ses collègues physiciens ralentissent les atomes de césium (en bleu) avec des rayons laser. Ceux-ci sont alors "excités" par des champs magnétiques et se mettent à osciller immuablement. Ces oscillations sont dénombrées pour déterminer la valeur de la seconde, qui équivaut par définition à 9192631770 oscillations (Observatoire cantonal de Neuchâtel).
(RECHERCHE) Les horloges optiques sont peut-être les horloges atomiques de l'avenir
Les oscillations de la lumière est infiniment plus précises que les oscillations du césium. On va devoir changer la définition de la seconde.
Dans leur quête de l'hyper-précision, les horlogers disposent d'un étalon-heure proche de la perfection : les oscillations de la lumière visible. La « pendule » du futur est peut-être tout simplement lumineuse. En effet, on peut étalonner les oscillations de la lumière, dont la fréquence est nettement supérieure (précision, stabilité, fiabilité) à celle des oscillations d'un atome de césium 133, qui définissent actuellement la seconde. Rappel pour ceux qui n'auraient pas suivi : une seconde vaut 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transmition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.
Les chercheurs allemands du Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ont étudié les interférences de deux faisceaux laser à travers des atomes de strontium. Grâce à l'analyse hyper-fine de la fréquence d'absorption de la lumière par des atomes, ils ont ainsi créé une sorte de « pendule optique » : on étudie le comportement de 106 atomes de strontium « chargés » en 150 millisecondes à une température de quelques microkelvins.
Ces calculs définissent une sorte de « fréquence optique », qui sert de nouvel étalon pour mesurer le temps. Une redéfinition de la seconde actuelle (basée sur le césium) pourrait être rapidement entreprise, ce césium ayant prouvé, après de longues et complexes comparaisons internationales qu'il n'était sans doute pas aussi stable et précis qu'on le pensait en 1967, quand cette définition a été adoptée (depuis, l'instrumentation scientifique a été dopée par les nano-matériaux et les femto-technologies).
Du coup, les horloges atomiques – précises au milliardième de seconde – ne sont pas aussi fiables et précises qu'on le souhaiterait à l'âge du GPS galactique…
Tout ce qui vient d'être ulgarisé à grands traits n'empêchera évidemment pas les horlogers deproposer des montres à quartz précises à une seconde/mois.
Source : Physikalisch-Technische Bundesanstalt
