Ce sujet est proposé par Jérome Lodewyck , Syrte.

L’amélioration des performances des horloges a été souvent permise par l’augmentation de leur fréquence d’oscillation : de l’ordre du MHz pour les oscillateur à quartz, de 10 GHz pour les horloges atomiques micro-onde, et de 100 THz pour les horloges atomiques optiques, les meilleures horloges du moment.

Pour encore améliorer les horloges, il semble donc intéressant d’étudier des fréquences encore plus élevées, telles que les fréquences de résonance de noyaux atomiques, qui se trouvent dans le domaine des rayons X et gamma. Parce que le noyau atomique est bien isolé de son environnement, de telles résonances pourraient aboutir à des horloges d’une exactitude extrême ; et parce que ces transitions mettent en jeu une physique radicalement différente de la physique décrivant les électrons de l’atome, elles pourraient améliorer les tests de physique fondamentale fondés sur les horloges.

Mais le développement d’horloges nucléaires est rendu difficile par l’absence de source cohérente à ces longueurs d’onde. Toutefois, le noyau de Thorium 229 possède une transition nucléaire dans le domaine de l’UV, ce qui en fait un bon candidat pour une première horloge nucléaire.

L’étude pourra décrire les enjeux de cette nouvelle génération d’horloges utilisant du 229Th, comparer les dispositifs possibles pour les réaliser, et présenter l’état de l’art de leur développement.

Bibliographie :

http://phys.org/news/2014-02-nuclear-atomic-overlap-isotope-thorium-.html

http://physicsworld.com/cws/article/news/2010/may/28/plan-for-nuclear-clock-unveiled

http://iopscience.iop.org/0295-5075/61/2/181

http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.108.120802