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Dans le cadre du programme JST-Mirai, des chercheurs de l'Université de Tokyo et du RIKEN, en collaboration avec Shimadzu Corporation et JEOL Limited, ont réussi à développer une horloge à réseau optique compacte et robuste de haute précision. Les horloges à réseau optique, qui utilisent la transition optique des atomes confinés dans des ondes lumineuses stationnaires, offrent une incertitude de chronométrage des centaines de fois inférieure à celle des horloges atomiques au césium, qui définissent actuellement la seconde du SI. La précision d'une horloge à réseau optique correspond à un écart d'une seule seconde sur dix milliards d'années, ce qui en fait un candidat de choix pour redéfinir la seconde du SI.
Cette horloge à réseau optique nouvellement développée a un volume de 250 litres, soit environ un quart de la taille d'un modèle transportable précédemment développé par la même équipe. Cette miniaturisation a été obtenue en intégrant les bobines de calage dans la chambre à vide du boîtier physique et en intégrant de manière dense les lasers et l'électronique de contrôle. Les lasers et les systèmes de contrôle sont conçus pour résister aux fluctuations de température, aux vibrations et au vieillissement à long terme, garantissant des performances fiables dans divers environnements.
Cette horloge à réseau optique compacte et durable devrait trouver des applications au-delà du chronométrage traditionnel, notamment la recherche scientifique avancée et des utilisations pratiques telles que la géodésie relativiste.

Une horloge optique compacte d'un volume de 250 litres a été développée. Le système comprend un ensemble physique permettant de réaliser une spectroscopie sur la transition d'horloge dans une chambre à vide, des lasers pour manipuler les atomes, un système de contrôle du fonctionnement de l'horloge et une cavité optique qui sert de référence de fréquence pour les lasers. Les atomes refroidis par laser sont piégés dans le réseau optique et la fréquence de transition d'horloge est mesurée avec une grande précision dans un bouclier anti-rayonnement à corps noir à basse température.