9 novembre 2015
Trois fontaines atomiques sont opérationnelles au SYRTE (Le SYRTE a développé 3 fontaines atomiques) :
FO1 qui fut la première fontaine à 133Cs construite et exploitée en métrologie temps-fréquence. Son enceinte à vide est adaptée à la mise en place de dispositifs de test pour mesurer l’effet Stark ou l’effet du rayonnement du corps noir et elle a servi à qualifier la cavité d’interrogation de l’horloge spatiale PHARAO.
FO2 est une fontaine double unique au monde, fonctionnant simultanément avec des atomes de 133Cs et de 87Rb. Elle a démontré le record de stabilité, au niveau de 1.6x10-14 à 1s. Cette fontaine double a permis de mesurer de façon très précise la fréquence de la transition d’horloge du 87Rb, qui est l’une des représentations secondaires de la seconde, et la seule à ce jour, à participer à la définition de la seconde SI. Par ailleurs, la comparaison des fréquences de transition des deux espèces atomiques permet de tester la stabilité des constantes fondamentales, telle que la constante de structure fine.
FOM est une fontaine à 133Cs transportable issue de la transformation d’un prototype de l’horloge spatiale PHARAO. Elle a fonctionné dans de nombreux laboratoires en France et en Europe pour réaliser des mesures absolues de fréquence dans le domaine optique (transition 1S-2S de l’atome d’hydrogène au Max Planck für Quantenoptik (MPQ) à Munich en Allemagne, transition d’horloge à ion Ca+ à l’Université d’Innsbruck en Autriche), pour tester les performances de moyens de transfert de temps (Transfert de Temps par Lien Laser T2L2 à l’Observatoire de la Cote d’Azur, près de Grasse, comparaisons diverses par GPS CV ou GPS PPP) ou pour qualifier le modèle de vol de l’horloge spatiale PHARAO au CNES à Toulouse.
En pratique, ces trois fontaines au SYRTE mesurent la fréquence d’une même référence constituée d’un oscillateur cryogénique micro-onde à résonateur de saphir refroidi à l’hélium liquide développé par l’UWA (University of Western Australia). Cet oscillateur ultrastable (stabilité à une seconde de quelques 10-15) est verrouillé en phase sur l’un des masers à hydrogène du laboratoire. C’est le signal ainsi produit qui sert de référence à la plupart des autres expériences du laboratoire. La distribution locale des signaux est assurée par des liens à fibre optique stabilisés.
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