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Avec cette nouvelle horloge atomique, la durée d'une seconde pourrait changer

Publié le

par Thibault Prévost

Une équipe allemande a mis au point un nouveau type d'horloge atomique si régulière qu'elle pourrait désormais servir de référence pour la seconde.

Depuis plus d'un demi-siècle, la durée d'une seconde est restée remarquablement constante. En 1967, lors de la 13e Conférence générale des poids et mesures, l'unité de base de notre système temporel a été définie par "la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation [...] de l’atome de césium 133". Depuis, rien n'a bougé, et les horloges atomiques ont continué de tourner. Mais dans un papier publié dans la revue spécialisée Optica, une équipe de chercheurs allemands a annoncé la création d'un nouveau type d'horloge atomique, basée sur un mécanisme différent – si différent, en fait, qu'il pourrait modifier la durée même de la seconde.

Une horloge atomique traditionnelle fonctionne sur le principe du pendule, excepté qu'au lieu d'être une tige métallique terminée par un poids, celui-ci est un atome de césium. À mesure que l'atome, radioactif, se désintègre, il émet un rayonnement. Ce rayonnement, parfaitement constant, fournit le pendule, avec une marge d'erreur infime. À l'heure actuelle, l'horloge la plus précise que nous possédons se trouve dans l'espace, sur la Station spatiale internationale : elle se nomme Pharao et est gérée par la France. Elle est conçue pour se décaler d'une seconde tous les 300 millions d'années.

Selon le papier des chercheurs allemands, leur nouvelle horloge n'aurait perdu qu'une centaine de secondes depuis l'origine de l'Univers... il y a 14 milliards d'années. La clé ? Un atome de strontium, qui "vibre" encore plus régulièrement que l'atome de césium, placé dans un dispositif dit "optique" : les atomes sont placés dans une chambre à vide et leur oscillation est mesurée par un laser. Le système est connu depuis une décennie, mais encore trop instable pour être réellement fiable.

GPS, marchés boursiers et systèmes électriques

Si les différences, infimes, n'ont aucune incidence sur le quotidien du commun des mortels, elles sont pourtant significatives dans d'autres domaines. Avec une seconde redéfinie et plus stable, la navigation par satellite, par exemple, pourrait désormais fournir un degré de précision au centimètre, tandis que les systèmes électriques et les marchés financiers internationaux gagneraient également en stabilité et en fluidité.

Si le prototype des chercheurs allemands a donc le potentiel de stabiliser encore un peu plus notre définition du temps, les responsables de l'étude estiment qu'il faudra "au moins dix ans" avant d'envisager une redéfinition de la seconde. Et tant pis si ces dix années seront mesurées par des horloges devenues obsolètes.

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