L'horloge la plus précise au monde a été affinée pour augmenter les capacités du radar et du GPS.

L'oscillateur cryogénique en saphir, ou Horloge Saphir, a été amélioré par des chercheurs de l'Université d'Adélaïde en Australie-Méridionale pour atteindre une capacité proche de l'attoseconde.

L'oscillateur est 10 à 1000 fois plus stable que la technologie concurrente et permet aux utilisateurs de prendre des mesures de très haute précision pour améliorer les performances des systèmes électroniques.

L'augmentation de la précision temporelle fait partie intégrante de la technologie radar et de l'informatique quantique, qui reposaient auparavant sur la stabilité des oscillateurs à quartz ainsi que sur des horloges atomiques telles que l'Hydrogen Maser.

Les horloges atomiques sont la référence en matière de chronométrage pour une stabilité à long terme au fil des mois et des années. Cependant, les systèmes électroniques ont besoin d'une stabilité à court terme sur une seconde pour contrôler les appareils d'aujourd'hui.

La nouvelle horloge Sapphire a une stabilité à court terme meilleure que 1x10 ^-15 , ce qui équivaut à ne perdre ou gagner qu'une seconde tous les 40 millions d'années, 100 fois mieux que les horloges atomiques commerciales sur une seconde.

L'horloge Sapphire originale a été développée par le professeur Andre Luiten en 1989 en Australie-Occidentale avant que l'équipe ne déménage en Australie-Méridionale pour continuer à développer l'appareil à l'Université d'Adélaïde.

Le chercheur principal Martin O'Connor a déclaré que le groupe de développement était en train de modifier l'appareil pour répondre aux besoins de diverses industries, notamment la défense, l'informatique quantique et la radioastronomie.

L'horloge de 100 cm x 40 cm x 40 cm utilise la fréquence de résonance naturelle d'un verre saphir synthétique pour maintenir un signal d'oscillateur stable.

Le professeur agrégé O'Connor a déclaré que la machine pourrait être réduite à 60% de sa taille sans perdre une grande partie de ses capacités.

"Notre technologie est tellement en avance sur le jeu, il est maintenant temps de le transférer dans un produit commercial, " il a dit.

"Nous pouvons désormais adapter l'oscillateur à l'application de nos clients en réduisant sa taille, poids et consommation d'énergie, mais il est encore au-delà des systèmes électroniques actuels."

L'Horloge Saphir, également connu sous le nom d'oscillateur hyperfréquence, a un cristal en forme de cylindre de 5 cm qui est refroidi à -269C.

Le rayonnement micro-ondes se propage constamment autour du cristal avec une résonance naturelle. Le concept a été découvert pour la première fois par Lord Rayleigh en 1878 lorsqu'il a pu entendre quelqu'un chuchoter au loin de l'autre côté du dôme de l'église de la cathédrale Saint-Paul.

L'horloge utilise ensuite de petites sondes pour capter la faible résonance et l'amplifie pour produire une fréquence pure avec des performances proches de l'attoseconde.

"Une horloge atomique utilise une transition électronique entre deux niveaux d'énergie d'un atome comme étalon de fréquence, ", a déclaré le professeur agrégé O'Connor.

"L'horloge atomique est ce qui est couramment utilisé dans les satellites GPS et dans d'autres applications d'informatique quantique et d'astronomie, mais notre horloge est réglée pour perturber ces applications actuelles."

La version en laboratoire a déjà un client existant dans le Defense Science and Technology Group (DST Group) à Adélaïde, mais le professeur agrégé O'Connor a déclaré que le groupe de recherche recherchait également plus de clients et était en discussion avec un certain nombre de groupes industriels différents.

Le groupe de recherche participe au programme de pré-accélérateur On Prime de la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), qui aide les équipes à identifier les segments de clientèle et à construire des plans d'affaires.

Des versions commerciales de la Sapphire Clock seront disponibles en 2017.