Des chercheurs américains ont mis au point l’horloge atomique la plus précise du monde

(photo Burrus/NIST)
 L’horloge atomique du NIST à Boulder, dans le Colorado. (photo Burrus/NIST)

Dans le Colorado américain, l’heure officielle est donnée par l’horloge atomique du National Institute of Standards and Technology (NIST), une agence gouvernementale au budget annuel d’un milliard de dollars qui a pour objectif de promouvoir la recherche scientifique américaine en développant des programmes technologiques, météorologiques et industriels. Cette horloge, sur laquelle des millions d’américains sont calés, utilise l’oscillation d’atomes de césium pour mesurer le temps à 0,0000000000000001 seconde près. Elle est d’une précision telle qu’elle devrait toujours être à l’heure dans plusieurs centaines de millions d’années, bien après le passage de l’Homme sur Terre.

L’Université du Colorado, à Boulder, abrite cependant une horloge encore plus précise que celle du NIST. Mise au point par une équipe de chercheurs et d’étudiants, elle s’appuie sur les propriétés physiques du strontium, un élément dont l’oscillation naturelle est réglée comme un métronome qui battrait la mesure à un rythme effréné, toutes les micros fractions de seconde. D’une stabilité inégalée, cette nouvelle horloge pourrait en théorie tenir l’heure exacte pendant 5 milliards d’années. « Notre objectif était de construire une horloge qui ne perdrait pas une seconde de la durée de vie totale de l’univers », a expliqué Juin Ye, le scientifique à l’origine du projet, à la radio NPR.

La précision de l’horloge au strontium est telle qu’elle rencontre actuellement un problème de taille : le temps ne s’écoule pas à la même vitesse partout dans l’univers et sur notre planète. Comme l’avait théorisé Einstein, la vitesse à laquelle le temps passe dépend de la gravité. En résumé, en ce moment même, le temps s’écoule un peu plus vite au sommet du Mont Blanc que sur les plages du Sud de la France. Un écart de vitesse infinitésimal qui n’avait pas d’impact réel jusqu’à la mise au point de cette horloge. « Si vous prenez notre horloge, posée sur le sol, et que vous l’accrochez au mur, le temps passera 1×10-16 fois plus vite ». Elle est si sensible que de micro changements dans la structure terrestre ou l’éloignement de quelques centimètres du noyau de la Terre peut changer la vitesse à laquelle elle mesure le temps.

(photo flickr/Quinn Norton)
L’horloge atomique du NIST à Boulder, dans le Colorado. (photo flickr/Quinn Norton)

Une précision qui l’empêcherait de se synchroniser avec d’autres horloges du même type à travers le monde – comme c’est pour l’instant le cas entre les horloges atomiques. Pour Juin Ye, le seul moyen de permettre à ces horloges de donner la même heure serait de les envoyer loin de la surface de la terre, où la gravité a moins d’impact. Mais aussi problématique soit la sensibilité exacerbée de cette nouvelle horloge pour donner l’heure, elle permet d’aspirer à des découvertes scientifiques majeures. Sur Terre, cette horloge sensible aux micros changements de la structure de notre planète permettrait de cartographier l’intérieur du globe. Dans l’espace, elle pourrait nous aider à détecter des trous noirs ou repérer des étoiles qui explosent grâce aux variations d’ondes gravitationnelles.

Un exploit scientifique qui ne permet cependant toujours pas de répondre à une éternelle question : qu’est-ce que le temps ? « Les heures, les minutes et les secondes sont un moyen pour l’humanité de mettre un peu d’ordre dans cet univers fascinant et complexe qui nous entoure. Mais ce que le temps est réellement est une question à laquelle je suis incapable de répondre », a avoué Tom O’Brian du NIST au journaliste de NPR.

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