Quelle heure est-il? Réponse de l'horloge expérimentale atomique

La nouvelle horloge atomique expérimentale vient d'arriver. Difficile à l'avenir de faire plus précis…

L'horloge atomique expérimentale vient d'être présentée jeudi par les physiciens américains du National Institute of Standard and Technologie (NIST). Elle est capable de varier de moins d'une seconde en 13,8 milliards d'années, l'âge estimé de l'univers.

"Cette pendule fonctionne avec des atomes d'ytterbium, un élément de terres rares et des lasers qui permettant une régularité de battement dix fois supérieur aux meilleures horloges atomiques existantes", explique Andrew Ludlow, un des physiciens coauteur des travaux parus dans la revue américaine Science.

D'énormes progrès depuis 1950

L'horloge atomique a été mise au point dans les années 1950. Elle repose sur les lois de la mécanique quantique (domaine physique expliquant comment se comportent les électrons, les protons, les atomes, les molécules…) d'une telle précision qu’elle définit la seconde depuis 1967.

"Cette avancée en physique a des implications potentielles importantes non seulement pour la précision dans la mesure du temps universel mais aussi sur par exemple le GPS et un ensemble de capteurs de différentes forces comme la gravité, le champ magnétique et la température", explique Andrew Ludlow.

La science au service de la seconde

Les horloges mécaniques se servent du mouvement d'un pendule alors que les horloges atomiques utilisent la fréquence toujours constante de la lumière. Elle permet de faire vibrer l'atome de césium, la référence internationale.

Cette dernière-née des horloges atomiques a besoin de 10.000 atomes d'ytterbium refroidis un peu au-dessus du zéro absolu (-273,15 degrés Celsius).Ils sont piégés dans des puits optiques formés de rayon laser.

Un autre laser bat 51.8000 milliards de fois par seconde créant une transition entre deux niveaux d'énergie dans les atomes. La régularité de la vibration étant encore plus grande qu'avec un atome de césium, une nouvelle définition de la seconde et du temps universel pourrait arriver.