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La nouvelle horloge atomique optique a un cœur plus petit qu'un grain de café

La nouvelle horloge atomique optique a un cœur plus petit qu'un grain de café


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Les horloges optiques sont des types d'horloges atomiques qui conservent l'heure de manière plus fiable en utilisant une lumière adaptée aux atomes de rubidium. Cela leur permet de battre des milliards de fois par seconde.

Un cœur plus petit que la taille d'un grain de café

Maintenant, les chercheurs ont conçu une horloge optique avec un cœur plus petit que la taille d'un grain de café. La nouvelle horloge utilise une chambre atomique un simple 3 millimètres travers monté sur une puce de silicium.

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C'est une grande différence par rapport à la chambre des atomes au cœur des horloges optiques qui parcouraient autrefois un mètre. L'horloge dispose également d'un «pendule» qui est un laser réglé à environ 385,285 térahertz.

Ce que cela signifie, c'est que sa lumière ondule 385,285 billions de fois par seconde. C'est trop rapide pour que l'électronique moderne compte, donc l'horloge optique utilise deux composants appelés peignes de fréquence.

Montés sur de minuscules puces, ces peignes traduisent les tiques optiques haute fréquence du laser en tiques plus lentes, largement utilisées et dénombrables. L'horloge optique a finalement produit des tiques rythmées à 22 gigahertz, 50 fois mieux que les horloges à puce à base de césium actuelles.

Précision remarquable

"Les horloges atomiques optiques de laboratoire atteignent une précision remarquable (désormais comptées à 18 chiffres ou plus), ouvrant des possibilités d'exploration de la physique fondamentale et permettant de nouvelles mesures. Cependant, leur taille et l'utilisation de composants en vrac les empêchent d'être plus largement adoptées dans les applications qui nécessitent précision du timing », écrivent les chercheurs dans leur nouvel article.

Mais avant de devenir trop excité, en imaginant une montre de poche extrêmement efficace, il convient de noter que l'horloge est connectée à des composants électroniques de support qui remplissent deux tables. La nouvelle horloge est peut-être minuscule par rapport à ses prédécesseurs, mais elle a encore un long chemin à parcourir.

Pourtant, son nouveau cœur à puce nécessite très peu d'énergie (juste 275 milliwatts) et, avec des progrès supplémentaires, pourrait potentiellement être suffisamment petit pour être portable. "Ces résultats démontrent des concepts clés sur la façon d'utiliser des dispositifs à puce de silicium dans les futures horloges optiques portables et ultraprécises", écrivent les chercheurs.

«Nous avons fabriqué une horloge atomique optique dans laquelle tous les composants clés sont microfabriqués et travaillent ensemble pour produire une sortie exceptionnellement stable», a déclaré John Kitching, membre du NIST. «En fin de compte, nous nous attendons à ce que ce travail débouche sur de petites horloges de faible puissance exceptionnellement stables et qui apporteront une nouvelle génération de synchronisation précise aux appareils portables fonctionnant sur batterie.

L'étude est publiée dansOptica.


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