Le type d'horloge atomique le plus courant utilise des atomes de césium. pour mesurer la fréquence du rayonnement. Les atomes de césium sont refroidis à des températures très basses, puis placés dans un champ magnétique. Cela amène les atomes à s’aligner sur le champ magnétique et ils commencent à émettre un rayonnement à une fréquence très spécifique.
La fréquence du rayonnement émis par les atomes de césium est connue sous le nom de fréquence de résonance du césium. , et il est égal à 9 192 631 770 Hertz . Ce nombre est si précis qu'il a été défini comme la définition officielle du second.
Les horloges atomiques sont utilisées à diverses fins, notamment :
* Calibrage d'autres horloges et dispositifs de chronométrage
* Synchronisation des réseaux de communications
* Fournir des signaux horaires pour les systèmes de navigation
* Mesurer le temps nécessaire à la lumière pour voyager entre deux points
Les horloges atomiques jouent un rôle important dans notre monde moderne et contribuent à garantir la précision de nos horloges et la synchronisation de notre technologie.
Voici une explication plus détaillée du fonctionnement des horloges atomiques :
1. Les atomes de césium sont refroidis à des températures très basses, de sorte qu’ils se déplacent très lentement. Cela est nécessaire car les niveaux d’énergie des atomes sont très faibles et tout mouvement thermique perturberait les mesures.
2. Les atomes de césium sont placés dans un champ magnétique. Cela amène les atomes à s’aligner sur le champ magnétique et ils commencent à émettre un rayonnement à une fréquence très spécifique.
3. La fréquence du rayonnement émis par les atomes de césium est mesurée à l'aide d'un fréquencemètre micro-ondes . Le compteur de fréquences micro-ondes compte le nombre d’ondes de rayonnement qui passent par un point pendant un certain laps de temps.
4. Le compteur de fréquence micro-ondes est calibré à l'aide d'un oscillateur à cristal de quartz . Les oscillateurs à cristal de quartz sont des horloges très précises, mais elles ne sont pas aussi précises que les horloges atomiques. Cependant, ils sont suffisamment performants pour calibrer le compteur de fréquence micro-ondes avec un très haut niveau de précision.
5. L’horloge atomique au césium est maintenant prête à être utilisée pour calibrer d’autres horloges et dispositifs de chronométrage.
Les horloges atomiques sont un exemple étonnant de l’ingéniosité humaine. Ils sont incroyablement précis et ont contribué à révolutionner la façon dont nous mesurons le temps.
