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Laser Ultra-stable Stabilisé sur Terre-Rare

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Laser Ultra-stable Stabilisé sur Terre-Rare

Vers une mesure ultra-précise du temps

Les horloges atomiques ont quasiment atteint les limites de la technologie actuelle dans la mesure du temps. Avec le programme Émergence(s) de la Ville de Paris, Yann Le Coq, ingénieur de recherche au SYRTE (Systèmes de Référence Temps-Espace, CNRS/Observatoire de Paris/UPMC/LNE) souhaite réaliser des lasers de très haute performance métrologique en utilisant des terres-rares, pour leur faire gagner un facteur 10 ou plus en stabilité.

 

Les mesures ultra précises du temps servent dans les dispositifs de positionnement par satellite, en géophysique, en astronomie… et permettent de tester les lois fondamentales  de la physique (relativité restreinte, dérive des constantes fondamentales…). La mesure du temps repose sur le comptage du nombre d’oscillations d’un signal périodique. Les horloges à atomes froids sont les plus performantes car l’incertitude sur la mesure du temps est de 0,000.000.000.01 seconde en un jour, soit une dérive de 1 seconde en 300 millions d’années.

 

Le projet de Laser Ultra-stable Stabilisé sur Terre-Rare (LUSTR) vise à réaliser des lasers de très haute performance métrologique par asservissement sur des structures dites de « trous brûlés spectraux » au moyen de cristaux dopés en terre rare maintenus à température cryogénique (proche du zéro absolu). Ces lasers seront ensuite utilisés comme lasers d’interrogation des transitions horloges dans les étalons de fréquences optiques développés au SYRTE.

 

Ces travaux devraient avoir des retombées intéressantes aussi bien scientifiques que technologiques : systèmes GPS, accélérateurs de particules, détecteurs d’ondes gravitationnelles, tests des théories fondamentales  et mesures des dérives des constantes fondamentales, mesures ultra-précises du potentiel de gravité terrestre…

 

Pour en savoir plus :

Le SYRTENouvelle fenêtre

 

Collaborations avec d’autres laboratoires :

  • Laboratoire Aimé Cotton, pour les trous brûlés spectraux
  • Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris (LCMCP), pour la synthèse de systèmes cristallins à très faible sensibilité aux vibrations
  • L'institut FEMTO-ST (Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies) pour les systèmes cryogéniques ultra-stables

Collaborations industrielles : liens avec MenloSystems GmbH

 

Le labex FIRST-STNouvelle fenêtre

FIRST-TF est un réseau thématique regroupant les acteurs majeurs en France de la métrologie temps-fréquence (laboratoires, industriels, centres techniques).

 

Photo : horloge optique à Strontium du SYRTE qui pourra utiliser les systèmes lasers du projet LUSTR. D. R.



06/11/12