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La plus petite horloge atomique commercialisée ne pèse que 35 grammes

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De la taille d'une boîte d'allumettes, l'horloge atomique de la société Symmetricom est le plus petit modèle commercialisé du monde. Issue des travaux de chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) de Boulder, cette horloge peut servir pour des brouilleurs militaires ou diverses applications en géophysique.

Une vue du CSAC comparé à la taille d'une pièce de 25 cents américains, de 24,26 mm de diamètre. © Symmetricom

En 1945, le prix Nobel de physique Isidor Rabi a émis l'hypothèse que l'on pouvait réaliser des horloges atomiques grâce au phénomène de résonnance magnétique. C'est finalement en 1949, et en utilisant un autre phénomène, celui de l'émission stimulée d'Albert Einstein, que l'on a construit la première horloge atomique. Il s'agissait d'une horloge basée sur un maser à ammoniac, qui restait cependant moins précise que les horloges à quartz de l'époque. Toutefois, la faisabilité du concept ayant été démontrée, une horloge atomique surpassant en précision les horloges à quartz fut rapidement construite en 1955 par Louis Essen.

Les horloges atomiques de l'époque étaient plutôt encombrantes et pas du tout portables. Mais au fil des années, la nécessité de disposer d'horloges plus petites se fit plus pressante. De nos jours, de tels systèmes équipent les satellites du GPS. En 2004, les chercheurs du National Institute of Standards and Technology (NIST) à Boulder au Colorado ont annoncé avoir mis au point une microhorloge atomique.

Reléguée dans un musée, la première horloge atomique au monde, réalisée en 1955, fait aujourd'hui figure d'antiquité encombrante. © Science Museum/Science & Society Picture Library

À peine plus de mille euros...

On apprend maintenant que la société Symmetricom a repris le concept, initialement limité à des applications militaires comme le brouillage des détonateurs radiocommandés équipant des bombes ou des mines, pour en faire un produit commercialisé dans le domaine public. De la taille d'une boîte d'allumettes, pesant environ 35 grammes et ne consommant que 115 milliwatts, le dispositif est appelé chip-scale atomic clocks (CSAC) et une vidéo présente déjà ce produit qui ne coûte que 1.500 dollars.

La CSAC est toujours un bon outil portable pour des soldats sur le champ de bataille, permettant de brouiller des bombes dont les détonateurs sont activables à distance, par exemple avec un téléphone portable. Mais elle peut aussi être employée dans des endroits où le signal GPS est inutilisable comme lors de plongées à grandes profondeurs, dans des mines et pour exploiter avec précision des signaux sismiques dans le cadre de la prospection géophysique. Dépensant seulement 10 à 20 % de l'énergie nécessaire aux horloges habituelles utilisées pour ce genre de recherches, la CSAC est cent fois plus précise.