6 mai 2019
Contributions aux échelles de temps internationales
La première application des fontaines atomiques est de réaliser la seconde du Système d’unités International (SI). C’est le BIPM (Bureau International des Poids et Mesures), qui est en charge de centraliser les données des laboratoires contributeurs et de calculer les échelles de temps internationales : UTC (Temps Universel Coordonné) et TAI (Temps Atomique International), ainsi que la seconde du SI. Actuellement, sur la vingtaine de fontaines atomiques en développement ou en fonctionnement dans différents pays, environ une demi-douzaine contribue régulièrement à TAI/UTC/SI, dont les 3 fontaines du SYRTE. Grâce au fonctionnement quasiment ininterrompu de ses fontaines, et à leurs performances, le SYRTE contribue à hauteur de 40% au pilotage mondial des échelles de temps internationales depuis une dizaine d’années. A noter également que FO2-Rb, au même titre que les fontaines à césium, contribue depuis 2013 au pilotage du TAI en tant que représentation secondaire de la seconde, suivant un processus de mise en œuvre de nouvelles procédures réalisé en étroite collaboration avec le BIPM. Le travail réalisé avec FO2-Rb préfigure l’exploitation des horloges optiques qui seront probablement à l’avenir à la base d’une redéfinition de la seconde du SI.
Génération du temps légal
Grâce à leur fonctionnement quasi-continu, les fontaines du SYRTE fournissement quotidiennement des étalonnages de la fréquence de notre maser à hydrogène de référence, à partir duquel est générée la référence de temps UTC(OP), Temps Universel Coordonné de l’Observatoire de Paris. UTC(OP) est la réalisation nationale temps-réel de l’UTC et constitue également le temps légal diffusé en France. Grâce à l’exactitude des fontaines du SYRTE, UTC(OP) est devenu l’une des 3 meilleures représentations de l’UTC au niveau international.
Autres applications
Les fontaines atomiques constituent également des instruments de mesure ultra-précis pour des applications en métrologie temps-fréquence (tests de moyens de transfert de temps par lien laser T2L2, par liens satellitaires GPS, et à deux voies TWSTFT ou liens optiques fibrés), en physique atomique (observation de résonances de Feschbach…), en physique fondamentale (tests d’invariance de Lorentz, test de stabilité des constantes fondamentales, comme par exemple la constante de structure fine, avec la comparaison de deux fontaines Cs/Rb).
Les fontaines césium, en tant qu’étalons primaires de fréquence servent régulièrement à des campagnes de mesure absolue de la fréquence d’horloges utilisant d’autres espèces atomiques, en particulier les horloges optiques du SYRTE.
Les fontaines atomiques, de même que les horloges et oscillateurs optiques et les références de temps du SYRTE, seront des éléments clés du segment sol de la mission spatiale ACES/PHARAO, pour laquelle le SYRTE joue un rôle majeur depuis une vingtaine d’années.
- Les fontaines atomiques au sein de l’ensemble d’horloges du SYRTE