Le concept même du temps est créé par l'homme. Mais vous êtes‑vous déjà demandé comment les horloges ont évolué à partir des sabliers et de la lecture des ombres projetées par le soleil à l'aide d'un cadran solaire ?  Grâce à une invention simple, nous pouvons mesurer le temps plus efficacement. 

Une horloge atomique ou une horloge à logique quantique est un type d'appareil de mesure du temps connu pour sa précision. Une itération est l'horloge à logique quantique reconnue pour être si précise. Elle ne perdrait qu'une seconde après 33 milliards d'années.

L'Horloge Atomique

Un professeur de l'Université Columbia nommé Isidor Rabi peut être crédité comme le premier défenseur qui a conduit à la création de l'horloge atomique. Dans les années 1930, il a développé la technique de résonance magnétique du faisceau atomique. Cette méthode a permis de mesurer les propriétés magnétiques des atomes et, plus tard, de mesurer le spin des protons dans le noyau de l'atome. (Source : NCBI)

La technique de Rabi a permis une compréhension plus approfondie du fonctionnement des atomes. Cette technique a conduit à la création de la première horloge atomique en 1949. Le National Bureau of Standards, aujourd'hui appelé le National Institute of Standards and Technology ou NIST, a créé la première horloge atomique.

Une horloge atomique fonctionne en mesurant le nombre de vibrations de certains atomes. Cela est ensuite converti en une mesure du temps. La raison pour laquelle les horloges atomiques sont précises est que les fréquences de résonance d'atomes spécifiques sont incroyablement constantes. Les fréquences ne sont pas influencées par des forces extérieures telles que les variations de température. (Source : How Stuff Works)

De nombreuses versions de l'horloge atomique ont été créées en utilisant différents particules atomiques. La première utilisait des particules d'ammoniac, tandis que le NBS‑1, construit en 1952, utilisait des atomes de césium. En 1968, le NBS‑4 a été créé. C'était l'horloge atomique la plus précise que le NIST a utilisée jusqu'aux années 1990.

En 1999, le NBS‑4 a été remplacé par le NIST‑F1, affichant une précision de perte d'une seconde après 20 millions d'années. Dans les années 2010, les scientifiques ont développé une horloge différente, plus précise que l'horloge atomique.

L'horloge à logique quantique affiche une précision de perte d'une seconde après 3,7 milliards d'années. Cela signifie qu'elle ne perdra qu'une seconde après que 2,5 univers soient créés et deviennent éteints. Cette horloge utilise un seul ion d'aluminium, comparé à l'atome de césium de l'horloge atomique. (Source : Wired)

Utilisations pratiques de l'horloge atomique

Il existe plusieurs utilisations pratiques de l'horloge atomique que nous ne connaissons pas entièrement

GPS

Tous les satellites GPS possèdent plusieurs horloges atomiques pour les aider à fournir des positions précises. Cela est important pour la navigation spatiale ainsi que pour les communications entre les satellites GPS.

Banques

Les banques ont besoin d'horloges précises pour garantir les horodatages des transactions à haute fréquence. Imaginez si le marché boursier n'avait pas d'horloges très précises. Le marché boursier ne serait pas aussi prospère qu'il l'est aujourd'hui sans l'aide des horloges atomiques.

Fournisseurs de télécommunications

Avez‑vous remarqué une option sur votre téléphone mobile pour régler l'heure selon le fournisseur de service ? Les fournisseurs de télécommunications utilisent des horloges atomiques pour s'assurer qu'ils fournissent une heure précise à leurs utilisateurs, quel que soit le pays dans lequel ils se trouvent. (Source : Online Sciences)