Horloge atomique
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Une horloge atomique est une horloge qui utilise une des caractéristiques physiques des atomes. Ces horloges calculent le temps de référence à partir de la fréquence d'oscillation d'un atome, c’est-à-dire à partir de la durée élémentaire de l'onde émise par un électron pour passer d'une couche énergétique à une autre à l'intérieur de l'atome.
Historique
La première horloge atomique fut construite en 1947. Il s'agissait d'une horloge à ammoniac. Ce type d'horloge peut s'écarter de l'heure réelle d'une seconde en trente ans.
En 1958, fut créée au Canada, la première horloge atomique à jet de césium 133, ayant une précision de l'ordre de quelques millionièmes de seconde par an. C'est cette technologie qui fut adoptée pour définir la seconde comme unité de base du système international, officialisée en 1967 par la Conférence générale des poids et mesures. Beaucoup plus précise, ce type d'horloge s'écarte de l'heure réelle d'une seconde en 3000 ans. La durée de fréquence du césium est égale à 9 192 631 770ème fraction de seconde (neuf millardième de seconde).
Le laboratoire français d'Orsay a mis au point une horloge atomique, encore bien plus ultra-précise, mettant en œuvre non pas des atomes de césium mais des ions calcium. Le Laboratoire primaire des temps et des fréquences est aujourd'hui capable de mesurer un intervalle de temps d'un millionème de milliardème de seconde, soit 0,000 000 000 000 001ème de seconde pour les ions calcium soit plus de 100 000 fois plus précise que celles au césium 133.
Applications
Le Temps atomique international est la référence mondiale fondée sur la définition de la seconde atomique, calculée au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en faisant la moyenne de 250 horloges atomiques à travers le monde. En France, le temps légal repose sur cinq horloges atomiques.
Outre servir à définir une référence chronologique universelle, les horloges atomiques sont également employées dans les technologies de positionnement géographique. Les satellites de la constellation NavStar (utilisés dans la technologie GPS) ou ceux du programme Galileo, embarquent une horloge atomique.