Les progrès technologiques dans le domaine de la chronométrie ont atteint de nouveaux sommets avec l'introduction de cette horloge inédite. Les scientifiques espèrent qu'elle ouvrira la voie à une précision sans précédent, bien au-delà des capacités actuelles des horloges atomiques.
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De l'horloge atomique à l'horloge nucléaire
Depuis les cadrans solaires jusqu'aux horloges atomiques, les instruments de mesure du temps n'ont cessé d'évoluer vers une précision accrue. Les horloges atomiques, bien que très précises, sont limitées par la fréquence du laser utilisé, nécessitant des réajustements réguliers.
Les horloges atomiques utilisent les oscillations d'un faisceau laser pour faire passer les électrons d'un niveau d'énergie à un autre. Une horloge nucléaire pourrait combler les lacunes des horloges atomiques, perdant une seconde seulement au bout de milliards d'années.
Pour atteindre ce niveau de précision, il est nécessaire de faire réagir un système quantique de manière extrêmement sélective à une fréquence laser spécifique, un défi que les chercheurs ont relevé avec succès.
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Les noyaux atomiques à la clé
La quête pour utiliser un noyau atomique afin d'améliorer la précision des horloges a fasciné les physiciens pendant des décennies. Les noyaux atomiques, plus petits que des atomes, réagissent moins aux champs magnétiques extérieurs, ce qui les rend idéaux pour cette application.
Le défi réside dans l'énergie nécessaire pour faire basculer un noyau entre deux états. Cependant, les noyaux de thorium, une exception notable, peuvent être permutés avec un laser, permettant un haut degré de précision.
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En avril, des chercheurs ont déterminé la différence d'énergie entre deux états de thorium, permettant de permuter les noyaux de manière ciblée. Cette percée est cruciale pour le développement de l'horloge nucléaire.
Une technologie prometteuse
Les chercheurs ont couplé une horloge atomique au strontium avec un cristal contenant des noyaux de thorium, convertissant la lumière infrarouge en ultraviolet. Ce processus est essentiel pour faire fonctionner l'horloge nucléaire.
Ils ont utilisé des impulsions laser ultracourtes à diverses fréquences pour créer un " peigne de fréquences ". Lorsqu'il percute un gaz xénon, les atomes produisent une lueur UV, essentielle pour la précision de l'horloge.
Ce cristal contenant du thorium est l'élément central de la recherche, ouvrant la voie à une nouvelle ère de mesure du temps avec une précision inégalée.
🎯Objectif
Créer une horloge nucléaire pour une précision de mesure sans précédent
🧬Technologie
Utilisation de noyaux de thorium permutés par laser
🔬Innovation
Conversion de lumière infrarouge en ultraviolet pour une précision accrue
📅Avancée
Détermination précise de la différence d'énergie en avril
Les avantages potentiels de cette technologie sont nombreux :
- Précision inégalée sur des milliards d'années
- Réduction des ajustements nécessaires comparé aux horloges atomiques
- Nouveaux horizons pour la recherche en physique
Ce prototype d'horloge nucléaire marque une étape importante dans la quête de précision temporelle. Les recherches futures permettront-elles de réaliser une montre-bracelet qui ne perdra jamais une seconde ?
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