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Des chercheurs chinois ont développé une horloge atomique à pompage optique pulsé (POP) avec une stabilité de fréquence de 4,7 x 10 -15 à 10 4 secondes basées sur un nouveau design.
La réalisation est remarquable car les horloges atomiques, souvent considérées comme la norme de fréquence la plus stable pour le chronométrage, sont des composants cruciaux des systèmes de navigation mondiaux et des services de communication internationaux, et la stabilité de fréquence est la clé de leur précision.
Les horloges atomiques POP sont un axe de recherche important car elles sont légères et présentent une excellente stabilité de fréquence.
La recherche a été dirigée par Deng Jianliao de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai (SIOM) de l'Académie chinoise des sciences. Les résultats ont été publiés dans Examen des instruments scientifiques le 21 avril 2020.
"Les horloges atomiques utilisent un système de mécanique quantique comme un" pendule "où la fréquence de l'oscillateur local est verrouillée sur la transition entre les états d'énergie atomique, " a déclaré Deng Jianliao, auteur correspondant de l'article. "La précision de l'horloge atomique dépend de la détermination de la précision du centre de la transition atomique et de la stabilité de la fréquence centrale elle-même."
La nouvelle conception utilise un module optique compact composé d'un laser à réflecteur de Bragg distribué (DBR) et d'un modulateur acousto-optique dans une horloge atomique au rubidium à cellule vapeur POP.
Le fait de contenir le package de physique dans une chambre à vide scellée a amélioré le contrôle de la température et a également réduit l'influence négative de l'effet barométrique.
Deng a noté que l'horloge atomique est « sensible aux fluctuations de nombreux paramètres, " optimisant ainsi la stabilité de fréquence à moyen et long terme dans les horloges à cellule vapeur à laser, constitue un défi, comme les horloges POP.
La stabilité de fréquence de 4,7 × 10 -15 à 10 4 secondes obtenues par le nouveau design "est comparable à l'horloge POP rubidium à la pointe de la technologie, " selon l'étude.
Les chercheurs travaillent maintenant à améliorer la stabilité de fréquence à un temps moyen supérieur à 10
4
secondes et cherchent également à réduire davantage la sensibilité à la température.
