Des chercheurs japonais disent avoir mis au point deux horloges, dont l'exactitude est, selon eux, si parfaite, qu'elles ne dérivent que d'une seconde en 16 milliards d'années, une précision inégalée sur une durée que la Terre elle-même n'a pas encore enregistrée.

Les horloges les plus précises au monde auraient été mises au point au Japon. Des chercheurs japonais affirment en effet avoir créé deux horloges à l'exactitude si parfaite qu'elles ne dérivent que d'une seconde en 16 milliards d'années. Soit une précision inégalée jusqu'à présent.
Plus précise qu'une horloge atomique

Selon l'équipe de recherche dirigée par Hidetoshi Katori, professeur à l'Université de Tokyo, ces instruments dits "cryogéniques à réseaux optiques", qui ressemblent plus à des ordinateurs de bureau géants qu'à des horloges traditionnelles, présentent une exactitude telle qu'elle ne peut être mesurée par les horloges atomiques actuelles qui définissent la durée de la seconde.

Les chercheurs ont fait fonctionner les deux horloges pendant un mois afin d'observer leur comportement et en ont déduit que cela prendrait quelque 16 milliards d'années pour dériver d'une seconde. Une sacrée performance alors que la précision de dérive de l'horloge atomique au césium, dévoilée en août 2013 par des chercheurs américains, était limitée à une seconde en 13,8 milliards d'années.

Opérationnelles par -180°C

Ces nouvelles horloges utilisent des lasers spéciaux pour piéger des atomes de strontium dans des structures minuscules en forme de grille, selon l'équipe japonaise qui a publié son étude ce mois-ci dans la Nature Photonics. Le système doit cependant fonctionner dans un environnement extrêmement froid, autour de -180 degrés Celsius, pour réduire les impacts des ondes électromagnétiques alentour et maintenir ainsi le niveau de précision des appareils.

Cette nouvelle avancée en physique peut avoir des implications potentielles importantes non seulement pour la précision dans la mesure du temps universel, mais aussi par exemple sur la localisation par satellite (GPS) qui se base sur la différence temporelle, ainsi que sur la quantification des forces comme la gravité, le champ magnétique et la température.

Les chercheurs nippons espèrent en tout cas que les résultats de leurs études permettront d'accélérer les discussions sur la redéfinition de la seconde, selon le communiqué publié au Japon.

Écrit par S. C. avec AFP

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Les amateurs d'horlogerie le savent : pour trouver les montres les plus précises du marché, mieux vaut se tourner vers des modèles professionnels ou sportifs. Les montres d'aviateurs, de pilotes de course automobile, de plongée ou les chronographes forgent ainsi leur réputation grâce à leurs performances horlogères hors du commun et à leur précision extrême. Récemment, Jaeger-LeCoultre a créé la sensation dans le cadre du Salon International de la Haute Horlogerie de Genève, en présentant un modèle exceptionnel, la Duomètre Sphérotourbillon Moon, capable en théorie d'afficher l'heure correctement pendant 3 887 ans !

Mais toutes ces montres seraient bien incapables de rivaliser avec les deux horloges récemment mises au point par une équipe de chercheurs japonais. En même temps, on ne pourrait leur en vouloir. En effet, ces instruments sont d'une précision telle qu'ils ne dériveraient que d'une seconde tous les 16 milliards d'années ! À titre de comparaison, c'est presque quatre fois plus que l'âge actuel de la Terre, qui s'est formée il y a environ 4,5 milliards d'années...
Aux limites de la précision horlogère

Comme vous vous en doutez, nous n'avons pas affaire à des horloges classiques. Il s'agit plutôt d'énormes ordinateurs dont l'exactitude est telle qu'elle ne peut même pas être mesurée par les horloges atomiques, qui définissent pourtant la durée de la seconde. Dans son étude publiée dans la revue britannique spécialisée "Nature Photonics", l'équipe du professeur Hidetoshi Katori a expliqué que ces horloges d'un nouveau genre fonctionnaient à l'aide de lasers spéciaux qui piègent les atomes de strontium dans de minuscules structures en forme de grilles. Elle a ajouté que pour maintenir leur précision, ces horloges devaient fonctionner dans une atmosphère extrêmement froide, aux alentours de -180°C.

Pour tester leurs horloges et observer leur comportement, les chercheurs japonais les ont fait fonctionner pendant un mois. Ils en ont déduit, après calcul, qu'il ne faudrait pas moins de 16 milliards d'années pour que leurs instruments dérivent d'une seconde ! En cas de confirmation, ils relégueraient aux oubliettes l'appareil dévoilé en août 2013 par des chercheurs américains, dont la précision affichait une dérive d'une seconde au bout de 13,8 milliards d'années. À noter que ces instruments restent bien plus précis que l'horloge atomique au césium, actuellement utilisée pour définir la durée de la seconde, qui accuse une dérive d'une seconde tous les 30 millions d'années.

Cette avancée pourrait avoir des implications majeures dans de nombreux domaines tels que la précision de la mesure du temps universel, bien sûr, mais également pour la localisation par satellite (pour les GPS), et même pour quantifier la gravité, la température ou les champs magnétiques. Les chercheurs ont précisé qu'ils espéraient que leurs résultats permettent d'accélérer le processus de redéfinition de la seconde, mais ils vont devoir encore attendre un peu !

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