Horloge atomique (NIST-F1)

L'horloge atomique, qui mesure le temps grâce aux vibrations des atomes, est le meilleur type de garde-temps. NIST-F1, l'horloge atomique standard des États-Unis, est réputée si précise qu'elle ne gagnerait ni ne perdrait une seconde en plus de 30 millions d'années. Les horloges atomiques peuvent être utilisées pour coordonner des systèmes très précis tels qu'Internet et le système de positionnement global (GPS). Un groupe d'horloges atomiques situées à différents endroits dans le monde est utilisé conjointement pour établir le temps universel coordonné (UTC). Une horloge atomique est semblable à une horloge ordinaire. Elle garde le temps en utilisant l'oscillation. Il s'agit du mouvement ou de la variation périodique entre deux entités, ou deux états, causé par des changements d'énergie. Par exemple, dans une horloge à pendule, l'oscillation fait référence au mouvement de va-et-vient du pendule, également appelé oscillateur. Cette horloge est capable de garder le temps en fonction de la fréquence du balancement du pendule, mais elle varie en fonction de nombreuses variables. La précision d'une horloge atomique, en revanche, dépend du fait qu'un atome, mis en oscillation, vibrera toujours à la même fréquence. En 1945, Isidor Rabi, professeur de physique à l'université de Columbia, a proposé d'utiliser les vibrations atomiques pour donner l'heure, en se basant sur un procédé qu'il avait mis au point, la résonance magnétique à faisceau atomique. Le National Bureau of Standards, devenu le National Institute of Standards and Technology (aujourd'hui NIST-F1), a mis au point une horloge atomique utilisant les vibrations des molécules d'ammoniac quatre ans plus tard. L'actuelle norme américaine NIST-F1 utilise des atomes de césium. Elle figure, avec une horloge atomique identique de Paris, parmi les garde-temps les plus précis.

National Company était la société basée dans le Massachusetts qui a fabriqué les premières horloges atomiques à base de césium disponibles dans le commerce. Frequency Electronics ( FTS ), Hewlett-Packard( HP ) et Frequency Electronics ( Frequency E ) sont quelques-unes des sociétés qui en produisent encore. Parce qu'elles consomment trop d'énergie et sont souvent volumineuses, les horloges atomiques n'ont pas été largement adoptées dans les biens de consommation. Récemment, cependant, le NIST a mis au point une horloge atomique qui surmonte ces problèmes. Le nouveau mécanisme d'horlogerie a à peu près la même taille qu'un grain de riz, il est précis à une seconde près tous les 126 ans et pourrait être fabriqué sur des puces d'ordinateurs qui seront bientôt utilisées dans des appareils grand public portables tels que les radios et les systèmes GPS.