Des scientifiques ont développé les premières horloges nucléaires fonctionnelles, qui reposent sur l'interaction de la lumière avec le noyau atomique plutôt que sur les mouvements des électrons pour mesurer le temps. Cette étude, annoncée dans deux articles distincts publiés dans la revue Nature, marque un nouveau seuil technologique dans la mesure du temps, après celui des horloges atomiques.
Les horloges atomiques figurent parmi les instruments les plus précis de la mesure du temps moderne depuis plus de 70 ans. Ces systèmes calculent le temps en observant les transitions entre les niveaux d'énergie des électrons dans les atomes. Les systèmes GPS, les infrastructures de communication avancées et les expériences de physique fondamentale reposent également sur ces mesures de haute précision.
Dans les horloges nucléaires nouvellement développées, l'accent n'est pas mis sur les électrons, mais sur le noyau atomique. Les chercheurs ont mis en place un système qui mesure le temps en suivant les interactions entre la lumière et le noyau. Il est estimé que cette approche pourrait devenir une méthode capable de surpasser la précision atteinte par les horloges atomiques dans les années à venir.
QUELLE EST LA DIFFÉRENCE AVEC LES HORLOGES ATOMIQUES ?
L'aspect remarquable des horloges nucléaires réside dans le fait que le noyau atomique est beaucoup plus petit que l'atome dans son ensemble et mieux protégé contre les influences extérieures. Le fait que les noyaux soient environ 100 000 fois plus petits que les atomes signifie qu'ils sont moins affectés par des facteurs environnementaux tels que les champs électriques externes. Cela pourrait permettre de réduire certains facteurs limitant la stabilité de la mesure du temps.
Les fondements scientifiques de l'idée d'horloge nucléaire remontent à 2003. À l'époque, des chercheurs avaient suggéré que les noyaux atomiques pourraient être utilisés pour des horloges extrêmement précises. Dans ce domaine, l'élément thorium-229 attire particulièrement l'attention. Le fait que le thorium-229 possède une transition nucléaire à basse énergie est considéré comme un avantage important pour permettre le suivi de cette transition par des lasers.
Selon les scientifiques, les horloges nucléaires pourraient être utilisées non seulement pour une mesure du temps plus précise, mais aussi dans des recherches visant à comprendre la structure fondamentale de l'univers. La détection des effets possibles de la matière noire et le test plus précis des constantes physiques fondamentales figurent parmi les principaux domaines de recherche que cette technologie pourrait ouvrir.
Cependant, la technologie est encore au stade du développement. Bien que la présentation des premiers exemples fonctionnels constitue une étape importante, les horloges nucléaires actuelles ne sont pas aussi stables que les horloges atomiques les plus avancées. Les chercheurs indiquent que cet écart pourrait se réduire avec le temps grâce à l'utilisation de lasers plus puissants et de dispositifs expérimentaux perfectionnés.
Source de l'actualité: 12punto
