Les horloges atomiques sont les horloges les plus précises au monde. Ils sont basés sur les vibrations naturelles des atomes, incroyablement précises. Les horloges atomiques sont utilisées pour calibrer d’autres horloges, comme celles de votre téléphone ou de votre ordinateur, et elles sont également utilisées dans la recherche scientifique.

Comment fonctionnent les horloges atomiques ?

Les horloges atomiques fonctionnent en mesurant la fréquence du rayonnement électromagnétique émis par les atomes. La fréquence de ce rayonnement est très précise et est déterminée par les niveaux d’énergie des électrons dans les atomes. Lorsqu’un électron passe d’un niveau d’énergie supérieur à un niveau d’énergie inférieur, il émet un photon de lumière avec une fréquence spécifique.

L’horloge atomique mesure la fréquence de cette lumière et cette mesure est utilisée pour calculer l’heure. Le type d’horloge atomique le plus courant utilise un atome de césium, qui possède un niveau d’énergie très stable. L’atome de césium est placé dans une chambre à vide et exposé à un faisceau de micro-ondes. Les micro-ondes font passer les électrons de l’atome de césium d’un niveau d’énergie inférieur à un niveau d’énergie supérieur. Lorsque les électrons retombent au niveau d’énergie inférieur, ils émettent des photons de lumière avec une fréquence de 9 192 631 770 hertz.

Cette fréquence est connue sous le nom de fréquence de résonance du césium et constitue la base de la définition de la seconde. La seconde est définie comme la durée de 9 192 631 770 périodes du rayonnement correspondant à la transition entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.

Les horloges atomiques sont incroyablement précises.

Les meilleures horloges atomiques peuvent donner l’heure à une seconde près tous les 300 millions d’années. Cela signifie qu’ils sont précis à une partie sur 10^15. En d’autres termes, si une horloge atomique fonctionnait depuis le début de l’univers (il y a environ 13,8 milliards d’années), elle ne serait décalée que d’environ une seconde.

Les horloges atomiques sont utilisées à de nombreuses fins différentes.

Les horloges atomiques sont utilisées pour calibrer d'autres horloges, telles que celles de votre téléphone ou de votre ordinateur. Ils sont également utilisés dans la recherche scientifique, comme dans les expériences qui nécessitent un timing extrêmement précis. Les horloges atomiques sont même utilisées dans la navigation spatiale, où elles aident les satellites à maintenir leur cap.

Les horloges atomiques sont une partie importante de notre monde moderne.

Ils fournissent le timing précis qui est essentiel pour de nombreuses technologies différentes, des téléphones portables à la navigation GPS. Les horloges atomiques rappellent également l’incroyable précision de l’univers et nous ont aidé à mieux comprendre la nature du temps.