Deux horloges encore plus précises que l’horloge atomique

Avec une dérive d’une seconde en 16 milliards d’années, deux horloges mises au point par des chercheurs japonais sont plus précises que l’horloge atomique qu’avaient dévoilée en août 2013 des chercheurs américains.

Avec une précision de dérive limitée à une seconde en 13,8 milliards d’années, l’horloge atomique dévoilée en août 2013 par des chercheurs américains était la référence en matière d’exactitude du temps. Désormais, ce n’est plus le cas.

Une équipe de chercheurs dirigée par Hidetoshi Katori, professeur à l’Université de Tokyo, vient de publier une étude dans la Nature Photonics pour y présenter deux horloges qui ne dérivent que d’une seconde en 16 milliards d’années, une précision inégalée à ce jour.

Ces deux horloges ne ressemblent pas à des horloges traditionnelles, mais plutôt à des ordinateurs de bureau géants. Il s’agit d’instruments dits « cryogéniques à réseaux optiques ».
Pour obtenir une telle précision, ces horloges utilisent des lasers spéciaux pour piéger des atomes de strontium dans des structures minuscules en forme de grille. De cette manière, il est possible de mesurer la fréquence de battement des atomes, comme « pendule atomique ».

Pour pouvoir fonctionner, le dispositif doit fonctionner dans un environnement extrêmement froid, de l’ordre de -180 °C afin de réduire les nuisances des ondes électromagnétiques alentour et garantir le niveau de précision des appareils.

Les chercheurs ont déduit que leur système mettrait quelque 16 milliards d’années pour dériver d’une seconde, ce qui est nettement plus précis que la précision de l’horloge atomique au césium utilisée pour définir « une seconde » qui possède une dérive équivalente d’une seconde toutes les 30 millions d’années.

Cette découverte a bien évidemment des répercussions sur la précision des mesures du temps universel, mais aussi d’autres retombées plus utiles, par exemple pour la localisation par satellite (GPS), ou la quantification des forces telle que la gravité, le champ magnétique et la température.

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