Le 15 avril, des chercheurs australiens ont testé pour la première fois en mer un nouveau type d'horloge atomique portable. Cette technologie pourrait fournir un soutien essentiel aux futures générations de systèmes de navigation, de communication et scientifiques. L'étude a été menée par l'équipe de l'Institut de photonique et de capteurs avancés de l'Université d'Adélaïde, et les résultats ont été publiés dans le dernier numéro de la revue Optica.
Les horloges atomiques sont actuellement les appareils de chronométrage les plus précis au monde, servant de base à des systèmes tels que la navigation GPS, les réseaux de télécommunications et la radioastronomie. Cependant, la plupart des horloges atomiques haute performance doivent fonctionner dans des environnements de laboratoire strictement contrôlés, ce qui les rend difficiles à transporter et inadaptées aux environnements réels complexes et changeants. Le nouvel appareil développé pourrait changer cette situation.
Ce dispositif est basé sur des atomes d'ytterbium refroidis par laser, et il assure un chronométrage de haute précision en mesurant la fréquence de transition spécifique des atomes. Par rapport aux horloges atomiques traditionnelles, il offre une précision supérieure, tout en étant mobile et capable de fonctionner dans des environnements non idéaux.
Pour vérifier ses performances, l'équipe de recherche a transporté l'appareil en juillet 2024 à bord d'un navire fourni par la Marine royale australienne, où il a fonctionné en continu pendant plusieurs jours en mer. Les résultats ont montré que, dans des environnements marins complexes marqués par des vibrations, des secousses et des variations de température, cette horloge atomique a conservé les mêmes hautes performances que lors des tests en laboratoire. D'après les informations communiquées, il s'agit de la première fois qu'une horloge atomique optique à atomes refroidis par laser est validée en fonctionnement en mer.
André Luiten, responsable du projet et directeur principal de l'innovation à l'Institut de photonique et de capteurs avancés, a déclaré que tester une horloge atomique à bord d'un navire constituait une étape importante. Les vibrations, les secousses et les variations de température dans l'environnement marin sont radicalement différentes de celles du laboratoire. La capacité à fonctionner de manière stable dans de telles conditions montre que cette technologie est prête à passer à une application pratique.
En raison de son immense potentiel applicatif, l'horloge atomique portable attire l'attention du monde entier. Dans le domaine de la navigation, ce type d'horloge de haute précision pourrait soutenir de futurs systèmes de positionnement capables de fonctionner même lorsque les signaux satellite sont limités ou interrompus ; dans le domaine des communications, il pourrait améliorer la capacité de synchronisation des réseaux de transmission de données à grande échelle ; en radioastronomie, un chronométrage de haute précision permet une coordination précise des données d'observation des télescopes du monde entier.
Actuellement, l'équipe de recherche poursuit l'optimisation de cette technologie et prévoit de mener davantage de tests sur le terrain, afin de promouvoir l'application des horloges atomiques portables ultra-précises dans les domaines de la recherche scientifique, du commerce et de la défense au cours des prochaines années.