L'horloge atomique

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Nous devons parler du temps et des atomes ci-dessous. Comment est-il possible que les plus petites parties de la matière soient capables de mesurer les minutes et les secondes avec une précision incroyable ? Cela se produit à travers les horloges atomiques et, aussi étrange que cela puisse paraître, ces horloges spéciales peuvent être trouvées derrière de nombreuses actions de la vie quotidienne. Nous avons rencontré un professeur allemand pour en savoir plus; Robert Wynands est une référence mondiale dans la mesure du temps à travers les atomes.

LES HORLOGES ATOMIQUES

NOUS SAVONS CE QU’EST LE TEMPS: c’est une chose connue, typique. Mais essayez de le définir: qu'est-ce que le temps? Au fil des siècles, la définition du temps a créé plus d'un casse-tête pour les scientifiques. Peut-être la

solution la plus pratique a été proposée par Einstein: « Le temps, c’est ce que nous mesurons avec la montre », a-t-il dit. C'est-à-dire que pour limiter le temps, nous devons aller aux horloges. Et si Einstein le dit, il le sera: nous avons absolument besoin de la précision des montres. Les

horloges atomiques sont les horloges les plus précises au monde. Ils sont nécessaires pour fournir une infrastructure temporaire mondiale aux systèmes GPS, aux transactions financières et/ou aux réseaux de téléphonie, entre autres. Les horloges atomiques sont spéciales parce qu'elles fonctionnent par oscillations d'atomes; bien qu'il existe

de nombreux types, les horloges les plus précises ne sont que neuf dans le monde. Le professeur

Robert Wynands est un expert en horloges atomiques. Il travaille au Centre allemand de métrologie. Dans cette organisation, en plus d'établir le temps officiel allemand, ils ont dans leurs installations l'une des horloges atomiques les plus précises du

monde. ROBERT WYNANDS; CENTRE ALLEMAND DE MÉTROLOGIE: Il est très facile d'expliquer comment fonctionne une horloge atomique: elle fonctionne comme n'importe quelle autre horloge. Il a un système qui fonctionne de manière répétitive: imaginez un pendule qui marche en arrière et en avant. Si vous savez combien de temps dure une période, il vous suffit de compter le nombre de périodes, puis vous saurez combien de temps s'est écoulé. Dans une horloge atomique, ce n'est pas un pendule qui marche en avant et en arrière, mais l'oscillation interne d'un atome que nous percevons avec un système technique. C'est précisément ce système technique qu'on appelle l'horloge atomique.

Grâce aux signaux radio envoyés tout au long de la journée par l'horloge atomique du Centre de métrologie allemand, il existe déjà sur le marché des horloges domestiques qui ont le pouvoir de recevoir ce signal et de placer les horloges automatiquement à ce moment-là.

ROBERT WYNANDS; CENTRE ALLEMAND DE MÉTROLOGIE: Nous avons un émetteur radio à ondes longues qui transmet des informations à des millions d'utilisateurs à travers l'Allemagne. En outre, ce signal peut également être reçu ici, à Bilbao. On peut donc dire que nous donnons du temps à toute l'Europe.

L'horloge la plus précise au monde est à l'Observatoire de Paris et il faut 80 millions d'années pour la retarder d'une seconde. Cela signifie que depuis la disparition des dinosaures sur Terre, vous avez eu environ une seconde d'erreur. En revanche, pour que le système GPS fonctionne correctement, les satellites ont besoin d'horloges atomiques pour s'assurer que l'erreur ne dépasse pas une seconde en 32 000 ans. Les

horloges satellitaires des systèmes de navigation ont l'apparence d'une gaine cylindrique, mais à l'intérieur, les atomes dansent. Le rythme de cette danse est vraiment régulier et c'est la source de la précision

des montres. Dans l'horloge, les atomes passent par un long tunnel où ils sont rangés avant d'atteindre une grande cavité. Là, ils bougent dans toutes les directions. Ils excitent les atomes et émettent des photons micro-ondes. La fréquence de ces émissions est absolument stable, toujours la même, et c'est cette régularité qui produit le rythme atomique, essentiel pour tout système de navigation. Ces impulsions deviennent des signaux qui sont envoyés à la Terre avec un rythme métronique.

ROBERT WYNANDS; CENTRE ALLEMAND DE MÉTROLOGIE: L’espacement entre les deux “bip” des horloges atomiques et entre les deux “bip” du temps universel est exactement la même chose. Mais de temps en temps, en raison de la vitesse de la Terre, nous devons arrêter les horloges de notre temps universel, c'est-à-dire nos horloges quotidiennes, pendant une seconde. De cette façon, nous laisserons la Terre prendre un certain angle de rotation et nous pourrons continuer. C'est ce qu'on appelle insérer une seconde supplémentaire. En

raison de l'oscillation interne de la Terre, tous les deux ou trois ans, le temps atomique et le temps universel ou habituel sont séparés en une seconde. C'est pourquoi, le soir du Nouvel An de cette année, il y aura une seconde de plus pour les célébrations, car les cloches de l'année 2.009 arriveront une seconde plus tard que d'habitude.

Mais, au-delà des anecdotes, d'importantes études sur les horloges atomiques sont également en cours de développement ces dernières années.

ROBERT WYNANDS; CENTRE ALLEMAND DE MÉTROLOGIE: Nous comparons les horloges atomiques de différents types chaque année, et si nous trouvons une différence dans la lecture des horloges, il peut être interprété comme un changement dans la valeur numérique des constantes de base. Et je dois dire que cela me semble absolument choquant. En construisant des horloges, je peux en partie apprendre comment le monde fonctionne: si les constantes de la nature ne changent pas vraiment, si elles sont vraiment constantes.

Sera-t-il possible de construire des montres plus précises ? Parce que nous parlons d'une précision d'une seconde sur des millions d'années, et il est vraiment difficile de mesurer et d'améliorer cela. C'est le temps qui le dira, c'est ce qu'on mesure avec les pendules.