Comment fonctionne -t-elle? Quels sont ses emplois? Nous allons donner la définition légale de la seconde, indispensable pour comprendre le fonctionnement de cette horloge.
La définition légale de la seconde
La définition légale de la seconde a été donnée en 1967 lors de la 13ème Conférence Générale des Poids et Mesures. La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition électronique entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.
Voici quelques explications sommaires:
L'atome moderne
Autrefois on pensait que les électrons décrivaient des orbites circulaires ou elliptiques autour du noyau d'un atome.
Après l'apparition de la physique quantique, on a découvert que les
électrons étaient dispersés dans un nuage stratifié en couches de
niveaux d'énergie quantifiés.
Ces niveaux peuvent, eux-mêmes, se diviser en niveaux d'énergie très proches les uns des autres, les niveaux fins, qui peuvent à leur tour se diviser en niveaux hyperfins.
L'état fondamental d'un atome
Lorsque les électrons sont dans les couches d'énergie les plus basses,
l'atome est dans un état stable, au repos, appelé état fondamental.
Un étalon de la mesure du temps
Lors du passage d'un électron de l'atome de césium 133 entre deux niveaux hyperfins de l'état fondamental, la radiation émise a une fréquence constante, immuable de 9 132 631 770 hertz. Cette radiation est un véritable étalon de la mesure du temps.
Qu'est-ce qu'une horloge atomique au césium 133 ?
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| Une horloge comtoise |
A l'image d'une horloge comtoise dont les aiguilles avancent d'une seconde à chaque oscillation du balancier, l'horloge atomique avance d'une seconde toutes les 9 132 631 770 vibrations de l'oscillateur.
Des horloges d'une très grande précision
Ces horloges atomiques sont d'une très grande précision: elles donnent l'heure avec un écart de 1 seconde au bout de plusieurs millions d'années.
On les trouve dans tous les satellites du GPS (Géo Positionnement par Satellites) qui tournent autour de la Terre (image ci-dessous):
On les trouve aussi, très nombreuses, sur Terre. Elles servent à synchroniser en permanence toutes les horloges (de la TV, d'un ordinateur, de votre téléphone portable,....).
Ce sont de fidèles gardiennes du temps.
Ce temps si bien gardé! J"espère que vous ne l'avez pas perdu en lisant cet article!
Bonjour !
RépondreSupprimerPerdre mon temps en lisant cet article ? Bien au contraire ! Maintenant j’en prend mieux conscience, du temps !
Je ne connaissais pas le fonctionnement, l’histoire et les usages des horloges atomiques au césium 133. C’est passionnant !
Merci beaucoup pour ces explications !
Comme le moment s’y prête, je nous souhaite de pouvoir te lire le plus souvent possible tout au long de cette année 2021!
Meilleurs vœux à toi et à tous tes lecteurs !
Nastajia
Merci pour ton commentaire et tes bons voeux qui tombent le jour anniversaire de ta maman. Bonne et heureuse année 2021.
RépondreSupprimerOui ! Avec mes 6 heures de décalage je suis toujours en avance sur mon temps haha ! Profitez bien de cette journée ensemble, je suis avec vous en pensée
RépondreSupprimerNastajia
Meilleurs voeux pour cette nouvelle année!
RépondreSupprimerNous ne perdons jamais notre temps en lisant tes articles toujours intéressants.La mesure du temps avec une horloge atomique est d'une précision extraordinaire! On est loin, très loin des bougies-horloges:) L'heure c'est l'heure!...atomique bien sûr!
Merci Marco, nous savons désormais comment fonctionnent les horloges atomiques au césium 133!
Amitiés.
Rachel et Olivier
Bonjour Marc, en te lisant je me demande toujours quelles sont les limites de la recherche ou, plutôt, comment ces savants font-ils pour mettre au jour tous ces mystères? Comment a-t-on pu mesurer les 9 132 631 770 vibrations de l'oscillateur? Au moins maintenant quand je dirai l'heure c'est l'heure je saurai de quoi je parle! Encore mes meilleurs voeux à partager avec Monique et à bientôt, amicalement, Pierre Bonjean
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