Jusqu'à récemment, l'horloge la plus précise était considérée comme une horloge quantique, qui n'était erronée que d'une seconde en 3,7 milliards d'années. Ils ont été dépassés par l'horloge expérimentale atomique développée aux USA, dans l'état du Colorado.
En 2014, un groupe de chercheurs de l'Université du Colorado Boulder et du National Institute of Standards and Technology a annoncé l'invention de l'horloge atomique au strontium. Cette montre est 1,5 fois plus précise que les précédentes.
Si une telle horloge pouvait fonctionner sans interruption pendant cinq milliards d'années, alors elle n'avancerait pas et ne serait pas en retard d'une seule seconde.
Dans cette montre la plus précise au monde, plusieurs milliers d'atomes de strontium sont disposés en chaînes d'une centaine de filtres, qui sont un réseau optique formé par un puissant faisceau laser.
La fréquence des vibrations des atomes de strontium est de 430 milliards de fois par seconde. Grâce à cette fréquence, les horloges au strontium sont bien plus précises que les horloges au césium reconnues par les normes mondiales.
Horloges au strontium ou au césium
Selon les normes internationales, les horloges atomiques à base de césium sont considérées comme les horloges les plus précises. Telles sont, par exemple, les montres NIST-F1 du Colorado, aux États-Unis.
Les horloges optiques au strontium fonctionnent à des fréquences plus élevées que les horloges au césium, qui utilisent des micro-ondes. En raison de sa grande précision et de sa stabilité, les horloges au strontium pourraient bien remplacer le césium et être reconnues dans le monde entier comme la principale norme de mesure de l'heure mondiale.
Comment l'efficacité d'une horloge atomique est mesurée
Deux paramètres principaux sont utilisés pour mesurer l'efficacité d'une horloge atomique: la stabilité et la précision. La stabilité indique comment la vitesse de la montre change au fil du temps et est importante pour le fonctionnement à long terme du mouvement. La précision montre à quel point l'horloge est proche de la fréquence de résonance à laquelle les atomes liés vibrent entre les niveaux d'énergie.
En termes de stabilité et de précision, l'horloge expérimentale au strontium bat tous les records.
Pourquoi avez-vous besoin d'une horloge atomique
La technologie de mesure du temps a évolué de moins en plus précise. Au début, il suffisait de mesurer toutes les heures, puis il est devenu possible de mesurer les minutes et les secondes.
Malgré sa grande précision, les horloges atomiques ne semblent pas si nécessaires aux humains. Mais ce n'est qu'à première vue.
Une telle précision de mesure du temps est nécessaire pour certains systèmes, où même un milliardième de seconde joue un rôle important. Par exemple, les horloges atomiques sont utilisées pour synchroniser le fonctionnement des systèmes de télécommunications, ainsi que des systèmes de navigation par satellite.
Les entreprises qui fournissent de l'électricité utilisent la technologie nucléaire pour déterminer où les fils électriques sont endommagés. L'exploration spatiale utilise la technologie de l'horloge atomique pour effectuer des observations radio d'objets spatiaux éloignés.
La fréquence est un concept qui s'applique au temps. C'est la grandeur du temps, c'est le rythme auquel l'horloge tourne. Cette valeur est prise en compte dans les émissions de radio et de télévision afin d'éviter les chevauchements entre les stations et les chaînes.
Les observations de l'espace avec une sonde à l'intérieur du système solaire sont impossibles sans la participation d'horloges atomiques précises dans les stations terrestres.
Le temps joue un rôle important dans l'ordonnancement de divers types d'activités humaines. Les marchés financiers exigent des calculs de plus en plus précis pour déterminer le calendrier des transactions.
