L’horloge atomique au thorium, la plus précise de toutes ?

atome

Des expérimentations réalisées avec le métal thorium ont révélé une étrange particularité qui pourrait être exploitée pour concevoir une toute nouvelle classe d'horloge atomique. De quoi envisager une méthode plus précise que jamais pour calculer le temps.

Les horloges utilisées aujourd’hui pour coordonner les positions de nos satellites sont basées sur le principe suivant : un électron est frappé par juste ce qu’il faut d’énergie pour lui faire réaliser un saut quantique et revenir à son état précédent. La manœuvre prend un temps très précis, lequel peut être détecté par un petit pendule.

Cela étant dit, la plupart de ces horloges atomiques perdent une seconde tous les quelques centaines de millions d’années. De nombreux groupes d’experts tentent d’améliorer la précision de ces horloges en refroidissant et en améliorant la densité des particules, sans grand succès.

Il y a environ 15 ans, des physiciens du Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), en Allemagne, ont envisagé très sérieusement la possibilité d’utiliser les états de transition dans un noyau atomique pour mesurer le temps. La densité des particules dans un noyau, comme dans celui du thorium, est bien moins sujette au dérangement. La mesure du temps pourrait donc être plus fiable.

Le seul problème, c’est que la plupart des atomes ont besoin d’une puissante sollicitation pour que leur noyau passe dans un état excité. Le Thorium-229 offre la particularité de former un isomère dans état excité temporairement stable – il est alors dit métastable – simplement en le passant sous de la lumière UV. La méthode n’est pas excessivement simple non plus mais elle l’est bien davantage.

Le physicien Ekkehard Peik et ses collègues ont du trouver la fréquence très précise d’ultraviolet. Cela revenait à trouver une aiguille dans une botte de foin. Avec le Ludwig-Maximilians-Universität de Munich, ils ont étudié des formes métastables de cet isomère Thorium-229 et observé notamment le spectre lumineux produit par ses électrons en mouvement. La plage de fréquence a ainsi pu être considérablement réduite.

Pour l’heure, les scientifiques ne peuvent estimer la précision d’une horloge nucléaire qui fonctionnerait au thorium mais c’est en tout cas un nouveau moyen de mesurer le temps qui se profile à l’horizon. Cette aiguille est très importante à trouver !

Tags :Via :Science Alert
  1. A quoi peut bien servir de dépenser autant d’énergie pour une seconde perdue toutes quelques centaines de million d’années ? C’est totalement débile ! Il n’y a pas d’autres problèmes plus important a régler sur terre ?

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