Horloges optiques de l'Institut National des Technologies de l'Information et de la Communication (NICT, Japon) et LNE-SYRTE (Systèmes de Référence Temps-Espace, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, France) a évalué le dernier tick « d'une seconde » du temps atomique international (TAI) et a fourni ces données au Bureau international des poids et mesures (BIPM) pour qu'il s'en réfère pour ajuster le taux de tick du TAI. Les étalons de fréquence primaires basés sur la transition d'horloge micro-ondes au césium ou un étalon secondaire basé sur une transition micro-ondes au rubidium ont longtemps joué un rôle pour calibrer l'échelon du TAI.

La capacité des horloges optiques, qui ont fait des progrès rapides au cours des vingt dernières années, ont été récemment reconnus valides ; et les deux laboratoires, en Asie et en Europe, a finalement commencé l'évaluation de TAI en utilisant leurs horloges à réseau optique. Les deux étalonnages sont convenus et sont cohérents avec ceux fournis par les normes micro-ondes de pointe, démontrant la compatibilité d'adopter les horloges optiques comme référence à laquelle le BIPM se réfère pour ajuster le taux de tick du TAI. Cette réalisation se retrouve dans la « Circulaire T », un rapport mensuel émis par le service Temps du BIPM.

Le temps universel coordonné (UTC) est une échelle de temps que divers systèmes tels que l'heure standard nationale, réseaux d'informations, et les systèmes financiers internationaux dépendent. UTC diffère de TAI par un nombre entier de secondes, qui sont les secondes intercalaires cumulées. Pour générer le TAI, Le BIPM collecte les données de plus de 400 horloges atomiques utilisées dans les laboratoires publics du monde entier et calcule leur moyenne pondérée.

Sa splendide fiabilité est réalisée par des centaines d'horloges, mais la précision du taux de tic-tac a été maintenue par les étalonnages fournis par les étalons de fréquence de pointe, dont des groupes de travail internationaux de métrologues reconnaissent la capacité. Le BIPM se réfère à ces données d'étalonnage pour accélérer ou décélérer le rythme du TAI afin d'être cohérent avec la seconde SI.

Alors que les étalons micro-ondes ont longtemps été chargés des étalonnages, il a été prévu que les horloges optiques, qui a fait des progrès rapides au cours de la dernière décennie, servirait également à piloter TAI.

Des chercheurs des NTIC et du LNE-SYRTE ont fait fonctionner indépendamment leurs horloges optiques en strontium du 2 au 12 décembre et ont évalué la fréquence moyenne des masers à hydrogène locaux (HM) en référence à l'horloge en réseau. Les HM étant liés au TAI par le BIPM, cette évaluation nous a donc permis de connecter les horloges du réseau au TAI. Ceci conduit à l'étalonnage de l'échelon moyen du TAI sur dix jours par rapport aux horloges à réseau optique au strontium.

Les deux évaluations indépendantes ont concordé avec des résultats cohérents de 0,84(71)E-15 et 0,74(74)E-15 aux NTIC et au LNE-SYRTE, respectivement. Des étalons primaires de fréquence de pointe au PTB et au SYRTE ont également été exploités pendant ces dix jours, et leurs étalonnages étaient également cohérents avec les deux résultats, indiquant la validité de l'utilisation d'horloges optiques pour fournir une référence pour orienter le taux de tick de TAI. Après dépôt pilote des étalonnages du TAI par les horloges optiques du LNE-SYRTE et des NTIC qui ont été inscrits dans la circulaire T en 2018 après un processus de revue, c'est la première fois que des horloges optiques contribuent au pilotage du TAI en temps réel.

Les étalonnages ont également été incorporés pour calculer une échelle de temps plus précise TT (BIPM). Une fois par an, Le BIPM examine le TAI en se référant aux résultats d'étalonnage communiqués par les laboratoires et corrige l'UTC. La correction s'avère être une échelle de temps plus précise appelée TT(BIPM). Les deux calibrations fournies par les NTIC et le LNE-SYRTE ont cette fois également contribué au calcul du TT(BIPM2018), qui ont été publiés par le BIPM le 1er février 2019.

Ces résultats contribueront également à la future redéfinition de la seconde. Les horloges optiques, dont les horloges à réseau des NTIC et du LNE-SYRTE, ont déjà dépassé les normes de fréquence primaires de pointe basées sur le césium sous divers aspects. Les métrologues du temps et de la fréquence ont engagé une réflexion sur le changement de la définition de la seconde SI, qui pourrait survenir en 2026 au plus tôt.

Des horloges optiques sont maintenant exploitées dans divers laboratoires, et nous nous attendons à ce que davantage de laboratoires contribuent à la génération de TAI en fournissant les résultats de l'évaluation au BIPM. Des étalonnages fiables par davantage d'horloges optiques permettront au BIPM de prévoir un éventuel maintien de l'UTC sur la base de la nouvelle définition optique de la seconde. Les différentes données d'étalonnage fourniront également des informations pour déterminer la fréquence absolue de la transition d'horloge optique Sr, qui peut s'avérer être la fréquence qui définit la nouvelle seconde SI.