Le mot nucléaire ne désigne ici ni un réacteur ni une production d’électricité. L’horloge mesure une fréquence associée à un changement d’état du noyau du thorium-229, alors que les horloges atomiques actuelles utilisent principalement des transitions électroniques.

Du concept à une horloge en boucle fermée

Le thorium-229 possède une transition nucléaire accessible par laser ultraviolet. Dans l’une des réalisations publiées dans Nature, les noyaux sont insérés dans un cristal de fluorure de calcium de taille millimétrique à température ambiante.

Une boucle de rétroaction stabilise le laser sur cette transition. Ce verrouillage transforme une observation spectroscopique en véritable système d’horloge.

Une avancée majeure, mais pas encore un record

Deux expériences indépendantes renforcent l’idée que le principe peut être reproduit. Les prototypes ne surpassent toutefois pas encore les meilleures horloges atomiques.

Le défi porte sur les lasers ultraviolets, la qualité des cristaux, la maîtrise des perturbations et la comparaison sur de longues durées.

Navigation, réseaux et physique fondamentale

Un cristal peut contenir un très grand nombre de noyaux interrogés simultanément. Cela pourrait conduire à des références plus compactes et robustes pour les réseaux, la navigation et la métrologie.

Ces horloges pourraient aussi rechercher de minuscules variations de constantes fondamentales ou tester certains scénarios de matière noire. Il s’agit d’un potentiel scientifique, pas d’une découverte déjà réalisée.

Conclusion

Le jalon du 7 octobre fait passer l’horloge nucléaire du concept à un système opérationnel en laboratoire. Les applications quotidiennes dépendront maintenant de gains importants en précision, en fiabilité et en simplicité.