Catégorie : Test & Mesure     10/03/2008

Le NIST présente une « horloge à logique quantique » 10 fois plus précis que les étalons de temps et fréquence actuels

Crédit photo : Geoffrey Wheeler

Le physicien du NIST Till Rosenband ajuste l'horloge quantique, qui tire ses "tic-tac" de la physique des vibrations des ions d'aluminium (atomes électriquement chargés). Les ions d'aluminium sont piégés ensembles avec un ion de béryllium à l’intérieur de la chambre en couleur de cuivre au premier plan.

Une horloge atomique qui utilise un atome d'aluminium pour appliquer la logique des ordinateurs aux particularités du monde quantique rivale désormais avec les horloges au mercure les plus précis au monde. Ces deux types d’horloges sont au moins 10 fois plus précis que les étalons de temps le plus précis au monde.

Les mesures ont été faites sur une année de comparaison entre les deux horloges de la prochaine génération, conçus et construits au National Institute of Standards and Technology (NIST). Les horloges ont été comparées avec des records de précision, permettant aux scientifiques de mesurer la fréquence relative des deux horloges avec une résolution de 17 chiffres, mesures les plus précises de ce type jamais réalisé.

Cette comparaison a permis d'obtenir les résultats les plus précis au monde dans une quête de déterminer si certaines des constantes fondamentales qui décrivent l'univers sont en train de changer légèrement dans le temps, une question de recherche brûlante dont la réponse peut modifier les modèles de base du cosmos.

Cette recherche est décrite dans le numéro du mois de mars de Science Express. Les horloges au mercure et aluminium sont à la fois basée sur les vibrations naturelles de ions (atomes chargés électriquement), et perdront moins d’une seconde en plus de 1 milliard d'années si elles pouvaient fonctionner pendant si longtemps, par rapport à environ 80 millions d'années pour l’horloge étalon NIST-F1 basé sur « la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 ».

Les horloges aluminium et mercure sont basées sur des ions vibrent à des fréquences optiques 100 000 fois plus élevées que les hyperfréquences utilisées dans l’étalon NIST-F1 et d'autres étalons de temps et de fréquence dans le monde entier. Parce que les horloges optiques divisent le temps en unités plus petites, elles peuvent être beaucoup plus précises que les étalons hyperfréquence.

Pour des détails sur les étalons de temps et de fréquence voir :
Métrologie sur Actutem et L'horloge atomique au césium fête ses 50 ans

Pour plus d’informations sur les horloges au mercure et aluminium :
National Institute of Standards and Technology