À l’aide d’atomes de strontium refroidis à une température proche du zéro absolu, des chercheurs ont créé l’horloge la plus précise au monde. De tels dispositifs pourraient être utilisés pour percer les mystères de la physique et du cosmos.
40 000 atomes de strontium
Présenté dans un article pré-publié sur le serveur arXiv, ce dispositif record a été conçu par Alexander Aeppli, de l’université du Colorado, et ses collègues. Il intègre pas moins de 40 000 atomes de strontium, refroidis un cent-milliardième de degré seulement au-dessus du zéro absolu.
Le « tic-tac » de l’horloge est assuré par les électrons de ces atomes froids qui oscillent rapidement entre deux états quantiques spécifiques. Pour parvenir à ce résultat, l’équipe a dû protéger les atomes des perturbations extérieures (notamment générées par les objets à température ambiante présents dans le laboratoire).
Une telle approche implique que l’horloge perde moins d’une seconde sur une période de 40 milliards d’années (plus de trois fois l’âge actuel de l’Univers), soit une précision deux fois supérieure à celle des précédents dispositifs atomiques les plus performants.
The most accurate clock in the world could tick for 40 billion years, or more than triple the age of the universe so far, without losing a second. https://t.co/A5Naj1qFD4
— New Scientist (@newscientist) March 27, 2024
Plusieurs applications potentielles
Selon Shimon Kolkowitz, de l’université de Californie, l’examen minutieux par les auteurs de l’étude de toutes les sources possibles d’imprécision établit un nouveau standard pour les horloges atomiques, ouvrant la voie à de nouvelles percées dans le domaine.
« Chaque fois que vous parvenez à mesurer plus précisément le temps, un vaste éventail de nouvelles possibilités s’offrent pour sonder la physique », estime Aeppli.
À terme, ces dispositifs pourraient jouer un rôle dans la détection de la matière noire, améliorer la précision des satellites GPS et également permettre de déceler les mouvements tectoniques les plus infimes.
