Le LNE-SYRTE développe deux horloges à réseau optique utilisant des atomes de strontium. Leur fonctionnement repose sur l’interrogation, par un laser "ultra-stable" d’environ 10⁴ atomes ultra-froids confinés dans un réseau formé par un puissant laser de piégeage. Les horloges Sr, qui combinent à la fois une excellente stabilité de fréquence et un très bon contrôle des effets systématiques, sont un candidat prometteur pour un nouvelle définition de la seconde du Système international d’unités. Les horloges Sr du LNE-SYRTE ont à l’heure actuelle une stabilité de 10^-15 à 1 seconde, et une exactitude de 4×10^-17

Enceinte ultra-vide dans laquelle les atomes de strontium sont piégés par un réseau optique.

Les thématiques de recherche sur les horloges strontium comprennent :

• L’étude des performances ultimes des horloges, en termes de stabilité de fréquence et d’exactitude
• Des mesures de rapports de fréquences entre différentes horloges, à des fins métrologiques et de physique fondamentale (test du modèle standard, de la relativité)
• La calibration des échelles de temps internationales avec des horloges optiques, avec pour but la redéfinition de la seconde SI à partir d’un étalon optique
• L’étude des technologies quantiques pour améliorer la stabilité de fréquence des horloges à réseau optique

Les horloges à réseau optique du SYRTE on démontré plusieurs avancées dans le domaine des horloges optiques :

• Première contribution d’une horloge optique au Temps Atomique International (2017).
• Mesure de grande précision de rapports de fréquences avec les horloges atomiques du SYRTE (Hg, Cs, Rb). Les deux premières font partie des meilleures mesures de rapports de fréquence reproduits de façon indépendante par deux laboratoires.
• Première comparaison internationale "tout optique" entre deux horloges atomiques, via un lien optique cohérent avec la PTB (2015).
• Première comparaison entre deux horloges à réseau optique avec une incertitude meilleure que la réalisation de la seconde SI par les horloges micro-onde. Cette comparaison a confirmé que le bilan d’exactitude des horloges à réseau optique a maintenant dépassé les étalons micro-onde (2013).
• Réalisation d’horloges à réseau optique capables de fonctionner de façon autonome sur des périodes allant jusqu’à trois semaines (2016).
• Mesure très précise des effets systématiques dus au piégeage des atomes, avec l’étude des effet de polarisation et d’hyperpolarisabilité.

Horloge en fonctionnement. Les lasers bleus ralentissent les atomes de strontium.

Publications

Liste des publications du projet strontium

Contact

Jérôme Lodewyck

• Courriel : jerome.lodewyck (at) obspm.fr
• Tél. : +33 (0) 1 40 51 22 24