3) Observation de l'échelle atomique


3) Observation à l'échelle atomique :

 

Les astronomes se sont rendus compte que les phénomènes astronomiques, pris comme références pour définir l'année (rotation de la terre autour du soleil) et le jour (rotation de la terre autour de son axe), n’étaient en fait pas tout à fait périodiques.

Ils désirent des instruments de mesure du temps précis sur une longue durée, qui n'ont pas besoin d'être remis à l'heure régulièrement.

C'est dans cette optique que l'horloge à quartz est inventée en 1927,  par Warren Morrison et J.W. Horton.

Dans cette horloge, le balancier est remplacé par les oscillations régulières du quartz. En effet, excité par l'énergie électrique d'une pile, le quartz vibre à une fréquence précise. Et un mécanisme diviseur de fréquence, permet d'obtenir une impulsion par seconde.

quartz                                                                                                                         Quartz

 

Dans les années 50, l'horloge atomique est développée. Elle est munie d'un oscillateur à quartz. La fréquence de l'oscillateur est régulée par la fréquence de la transition atomique entre deux niveaux hyperfins du Césium 133. Ces fréquences sont d'une régularité extrême. L'horloge atomique ne se décalerait donc que d'une seconde tous les 3000 ans !

 

C'est une vraie révolution dans la mesure du temps. L'horloge atomique est aujourd'hui la base de la mesure du temps universel international.

Alors qu'avant, la seconde était définie comme 1/86400 d'un jour solaire moyen, elle est aujourd'hui définie par le temps de 9 192 631 770 transitions entre les deux niveaux hyperfins de l'atome de césium.

 

                                                   
                                           Césium (métal dans une ampoule de verre)


                              
                                           
   
Première horloge atomique