clock-f1.jpg clock-f2.jpg Figure 1 : Nuage d’atomes froids de Srontium (Sr) Figure 2 : Réseau optique piégeant les atomes

Les horloges à réseaux optiques ont récemment ouvert une des voies les plus prometteuses vers des étalons de fréquence plus exacts et plus stables. Mais pour dépasser la précision actuelle de quelques 10-16 des meilleures horloges atomiques, il était nécessaire de lever la limitation la plus sérieuse. Ces horloges consistent à mesurer une fréquence dans le domaine optique correspondant à la transition entre deux niveaux atomiques du 87Sr (Figure 1). L’objectif est d’être capable de contrôler la fréquence de la transition de 500 THz (5 1014 Hz) au millihertz près (10-3 Hz), soit 10-18 en valeur relative. Pour atteindre ce niveau de performance, le mouvement des atomes doit être parfaitement contrôlé. Ceci est réalisé à l’aide d’un réseau optique permettant de piéger très fortement les atomes et ainsi de geler leur mouvement (Figure 2). Cependant, ce type de piège peut déplacer de façon significative la fréquence de la transition et donc compromettre gravement l’exactitude de l’horloge. Des études précédentes ont montré que ce décalage en fréquence pouvait être annulé au premier ordre en ajustant la longueur d’onde du laser de piégeage. Mais, au niveau de contrôle requis, il est également nécessaire de considérer les effets d’ordres plus élevés et jusqu’à présent personne n’avait été en mesure de conclure sur ces effets. Les résultats expérimentaux publiés par A. Brusch et collaborateurs constituent la première étude de ces effets d’ordres élevés, qui a été rendue possible en faisant fonctionner l’horloge avec une intensité laser sans précédent. Cette étude montre que ces effets ne sont pas une limitation pour atteindre une exactitude future de 10-18. Page web de l’équipe Horloge optique àatomes froids de strontium Sr ----
Référence Anders Brusch, Rodolphe Le Targat, Xavier Baillard, Mathilde Fouché, Pierre Lemonde : 2006, Hyperpolarizability effects in a Sr optical lattice clock Physical Review Letters, in press Contacts Pierre Lemonde, (Observatoire de Paris, SYRTE)

Dernière modification le 22 février 2013

clock-f1.jpg clock-f2.jpg Figure 1 : The cloud of cold atoms of Srontium (Sr) Figure 2 : Optical lattice trapping the atoms

Optical lattice clocks have recently opened the most promising route towards more accurate and stable frequency standards. But to improve the present accuracy of a few 10-16 of the best atomic clocks, it was necessary to lift the most serious limitation. These clocks consist in measuring the optical frequency corresponding to the transition between two atomic levels of 87Sr (Figure 1). The objective is to be able to control the transition frequency of 500 THz (5 1014 Hz) to within one millihertz (10-3 Hz), or 10-18 in fractional units. To reach this level, the motions of the atoms must be totally under control. This is done by tightly confining the atoms in an optical lattice which freezes the atomic motion (Figure 2). Such a trap however can significantly shift the transition frequency and thus severely affect the clock accuracy. Previous studies have shown that this frequency shift can be cancelled to first order by adjusting the wavelength of the trapping laser. Given the required level of control however, effects of higher order must be considered and so far nobody had been able to conclude regarding these effects. The experimental results published by A. Brusch and collaborators are the first study of these higher orders effects, which was achieved by operating the clock at an unprecedented laser intensity. This study shows that these effects are not a limitation for a future accuracy at the 10-18 level. Home page of the team Horloge optique àatomes froids de strontium Sr

Reference Anders Brusch, Rodolphe Le Targat, Xavier Baillard, Mathilde Fouché, Pierre Lemonde : 2006, Hyperpolarizability effects in a Sr optical lattice clock Physical Review Letters, in press Contacts Pierre Lemonde, (Observatoire de Paris, SYRTE)

Dernière modification le 4 mars 2013