Où se trouve l'horloge la plus précise du monde?

L'horloge la plus précise du monde se trouve aux États-Unis. L’horloge a été construite par l’Institut national de la normalisation et de la technologie en collaboration avec l’Université du Colorado, Boulder. L'horloge est si précise qu'aucune seconde n'est perdue sur tout l'âge de l'Univers. Pour la plupart des gens qui vivent au jour, à l'heure ou à un moment précis, la nécessité de scinder le temps en fragments plus petits pour améliorer la précision peut sembler inutile. L’importance de la précision du temps ne peut toutefois pas être sous-estimée, en particulier dans le monde actuel où les technologies activées par GPS jouent un rôle central dans notre vie quotidienne, y compris les applications de voyage et militaires.

L'histoire derrière l'horloge

Notre première compréhension des unités de temps, telles que la seconde, reposait sur une technologie mise au point dans les années 1940 et sur un consensus scientifique ultérieur en 1967. Une seconde unité avait été décrite précédemment comme étant 0, 000 011 574 journée solaire moyenne. La rotation de la Terre irrégulière a toutefois eu pour effet de rendre imprécise la mesure du temps. Les horloges super précises d’aujourd’hui sont basées sur les travaux d’Isidor Rabi, professeur de physique à l’Université de Colombie, qui a maîtrisé la technique de résonance magnétique à faisceau atomique dans les années trente. La technique a exploré l’idée d’exposer des particules subatomiques à des fréquences de rayonnement spécifiques afin de déclencher un "saut" dans les électrons qui entourent normalement le noyau de l’atome. La mesure des mouvements était plus précise par rapport aux techniques classiques de lecture de l'heure. Le Bureau national des normes a construit la première horloge atomique en 1949. La précision des horloges atomiques a permis aux scientifiques de redéfinir la seconde en unité de temps en 1967. La définition actuelle d'une seconde est le temps qui s'est écoulé au cours de 9 192 631 770 cycles de radiation créés par une transition entre les niveaux de 133 atomes de césium.

Comment fonctionne la nouvelle horloge

La nouvelle horloge optimise les techniques précédentes en utilisant du strontium 87, dont les atomes tachent à la femtoseconde (1 million de milliards de fois par seconde). L'horloge a des milliers d'atomes de strontium dans un état de surfusion arrangés dans un réseau 3D. Les atomes sont incités à commencer les vibrations en utilisant un laser rouge qui est réglé sur la fréquence du strontium. La vibration est ensuite lue à l'aide d'un peigne à fréquence optique. L'horloge est tellement précise que sur 10 quintillions de “ticks”, environ 3, 5 ne seraient pas synchronisés.

Applications

Dans le passé, les horloges atomiques étaient suffisamment précises pour calibrer les effets de la gravité sur le temps simplement en les déplaçant de quelques centimètres vers le haut et le bas, et la nouvelle horloge aidera à mieux étudier le phénomène. Des horloges plus précises contribueront également à améliorer le GPS et d'autres technologies dépendantes du temps. Les horloges précises pourraient également être utilisées pour mieux comprendre les couches internes de la Terre et ainsi aider à prévoir le temps et l'activité volcanique. Les horloges de plus en plus précises permettent également aux scientifiques de tester les affirmations de la relativité générale d'Einstein dans l'espoir de déterminer la relation entre la théorie quantique et la gravité.