Les horloges à réseau optique développées au Japon mènent une tentative de redéfinition de la seconde

La Conférence générale des poids et mesures qui se tiendra en France le mois prochain identifiera les questions restantes, avec une nouvelle définition et un nouveau calendrier de mise en œuvre qui seront proposés dès 2030.

Les horloges à réseau optique piègent des milliers d’atomes individuellement dans une grille en forme de « boîte à œufs » formée par des faisceaux laser qui se croisent. Les horloges mesurent simultanément la fréquence de la lumière absorbée par les atomes, refroidie jusqu’à presque le zéro absolu.

Les horloges, qui utilisent des atomes tels que le strontium et l’ytterbium, ne perdent ou ne gagnent qu’environ une seconde sur 30 milliards d’années, dépassant de loin la précision des horloges atomiques au césium actuellement utilisées pour définir la seconde.

Hidetoshi Katori, professeur à l’Université de Tokyo qui a développé une horloge à réseau optique au strontium, est largement considéré comme un candidat potentiel pour le prix Nobel de physique.

Une redéfinition de la seconde pourrait permettre des expériences et des observations plus précises en physique et en astronomie, y compris la recherche sur la matière noire.

Il pourrait également prendre en charge les systèmes de positionnement de nouvelle génération, la surveillance des mouvements de la croûte terrestre et l’exploration des ressources souterraines.

Comme il existe différents types d’horloges à réseau optique et d’horloges optiques à ion unique, les chercheurs doivent effectuer des comparaisons rigoureuses entre les pays et les institutions avant de choisir un système ou d’en combiner plusieurs.

« Les défis consistent notamment à garantir que (les horloges) continuent de fonctionner sans entretien et à les rendre plus petites. L’adoption de la définition de la seconde marquerait une étape majeure vers leur utilisation pratique », a déclaré Katori.