La seconde du futur se précise avec un réseau mondial d’horloges
Publiée dans la revue Optica, une collaboration scientifique internationale sans précédent a permis la comparaison ultra-précise de dix horloges atomiques de nouvelle génération réparties dans six pays. Ces résultats, d’une précision record, marquent une étape décisive vers une nouvelle définition du temps universel, avec des retombées majeures en géodésie, astronomie et métrologie temps-fréquence.
Les horloges atomiques optiques représentent une nouvelle génération de standards de temps, surpassant de plusieurs ordres de grandeur la précision des horloges à césium actuellement utilisées (avec une incertitude relative pouvant atteindre le 10⁻¹⁸). Leur extrême stabilité ouvre la voie à de nouveaux champs scientifiques comme la géodésie chronométrique, qui mesure les différences d’altitude à partir des différences de rythme d’horloges éloignées, ou encore l'amélioration des systèmes de référence spatio-temporels, essentiels à de nombreux systèmes d’observation de la Terre et de l’Espace.
Un réseau international pour comparer les horloges optiques
Pour exploiter pleinement le potentiel de ces horloges, les scientifiques ont recours à des liaisons par fibre optique (en France, via le réseau REFIMEVE) où la lumière se propage de manière symétrique dans les deux sens. Cela permet une comparaison fidèle et ultra-précise entre des horloges distantes de plusieurs milliers de kilomètres. Ce travail collaboratif inédit a relié dix horloges réparties dans six pays, via un réseau international avancé de fibres optiques et de liaisons satellites à la pointe de la technologie. C’est le Laboratoire Temps-Espace (LTE - Obs Paris) et le Laboratoire de Physique des Lasers (LPL, USPN) qui ont participé à cette vaste campagne de comparaison en France.
Applications futures : de la géodésie relativiste à l’astronomie multi-messager
Les retombées attendues sont considérables. En astronomie multi-messager, ces nouvelles références temporelles permettront de déceler des écarts infimes dans les temps d’arrivée de différents messagers détectés à des sites distants. Elles ouvriront également la voie à une cartographie dynamique du champ de gravité terrestre via la géodésie relativiste et amélioreront la précision des observations VLBI, essentielles en astrophysique.
Laboratoires CNRS impliqués
Laboratoire Temps-Espace (LTE) Tutelles : CNRS, Observatoire de Paris-PSL, Sorbonne Univ.
Laboratoire de Physique des Lasers (LPL) Tutelles : CNRS, Sorbonne Univ.