Des chercheurs de la National University of Singapore ont mis au point une horloge atomique au lutétium capable de mesurer une fréquence avec une incertitude d’à peine 1 × 10⁻¹⁹. Concrètement, à quoi sert cet outil ?
Vous pensez avoir correctement réglé l’horloge de votre salon ? Même si les minutes coïncident avec celles de votre cuisine, vous ne serez jamais aussi précis que les scientifiques du Centre for Quantum Technologies (CQT) de l'Université nationale de Singapour.
Dans une étude publiée le 23 septembre 2026, les chercheurs présentent une horloge si précise qu’elle ne perdrait qu’une seconde après plus de 260 milliards d’années. Rassurez-vous, il est inutile d’avoir un diplôme scientifique pour comprendre le principe d’une horloge atomique.
Les chercheurs utilisent un atome capable de passer d’un niveau d’énergie à un autre lorsqu’il reçoit une onde électromagnétique à la bonne fréquence. En identifiant précisément cette fréquence, ils disposent d’une référence extrêmement stable pour mesurer le temps. « Une horloge atomique est un dispositif qui permet de profiter de l’extrême stabilité des atomes », nous explique Sébastien Bize, directeur de recherche au CNRS (Centre national de la recherche scientifique) et directeur adjoint du laboratoire Temps-Espace, interrogé par la rédaction.
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Une horloge en lutétium extrêmement précise
Pour cette nouvelle horloge, les chercheurs singapouriens ont choisi le lutétium. Sa transition atomique présente une faible sensibilité au rayonnement thermique.
L’horloge affiche une exactitude de l’ordre de 1 x 10⁻¹⁹. En bref, elle est capable de ne perdre qu’une seconde tous les 260 milliards d’années. « C’est un résultat supérieur à tout ce qui a été réalisé jusqu’à présent dans le monde. C’est extrêmement impressionnant », relève le directeur de recherche au CNRS.
Pour vérifier cette performance, les chercheurs ont construit deux horloges identiques et les ont comparées pendant plus de 200 heures. Leurs mesures ont montré un accord avec une incertitude extrêmement faible.
L’utilité de créer une horloge atomique
Les horloges atomiques ne servent pas uniquement à savoir s’il est 10 heures ou 11 heures. « Tout un tas de systèmes peuvent fonctionner et se coordonner grâce à elles, comme les systèmes de navigation par satellite, les télécommunications ou encore certaines activités spatiales », affirme Sébastien Bize.
Les horloges les plus précises peuvent aussi servir à mesurer de minuscules variations de la gravité. En fait, le passage du temps est légèrement affecté par la gravité. Une horloge suffisamment sensible peut donc devenir un outil pour observer les variations du champ gravitationnel terrestre et tester les lois de la physique.
Une collaboration possible entre Singapour et l’Europe ?
Sébastien Bize évoque la possibilité de rendre l’horloge singapourienne transportable afin de la comparer à des horloges européennes. « Ça pourrait être l’objet d’une collaboration très intéressante », estime le chercheur. Une telle comparaison permettrait notamment de mieux déterminer sa fréquence et de contribuer aux futures références internationales du temps.
Du 13 au 15 octobre 2026, la Conférence générale des poids et mesures se réunit à Versailles. Cet événement a lieu tous les quatre ans et permet de décider des unités du monde entier. La future définition de la seconde figure au programme. Top chrono.
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