Publié le 15 octobre 2026 · Publication originale
7 octobre 2026.
Les horloges atomiques utilisent les transitions des électrons.
À Tsinghua, Beichen Huang, Gaowei Yan, Qi Xiao et l'équipe de Shiqian Ding ferment une boucle d'horloge sur une transition située dans le noyau du thorium-229.
Leur source commence dans un four à cadmium chauffé à 600 °C. Deux lasers à 375 et 710 nm y produisent, par mélange à quatre ondes, 10 µW d'ultraviolet à 148,4 nm.
Cette lumière traverse un cristal de fluorure de calcium contenant 1,4 µg de thorium-229.
Lorsque la fréquence dérive, l'absorption nucléaire change. Le signal corrige alors le laser.
L'oscillateur obéit au noyau.
Instabilité fractionnaire: 5 × 10⁻¹³/√τ. Deux cristaux fabriqués indépendamment donnent des fréquences concordant au niveau de 10⁻¹³.
Le même jour, Nature publie une seconde horloge nucléaire, construite à Vienne par l'équipe de Thorsten Schumm. Son architecture atteint 3 × 10⁻¹²/√τ et approche 10⁻¹⁵ après une journée.
Ces dispositifs ne dépassent pas encore les meilleures horloges optiques.
La rupture est ailleurs: le thorium-229 n'est plus seulement un objet de spectroscopie. Son noyau fonctionne comme référence active d'une horloge.
ULTRA® | POURQUOI LE NOYAU CHANGE LA MÉTROLOGIE
Le noyau est beaucoup plus petit que le nuage électronique et devrait être moins sensible à certaines perturbations extérieures.
Cela ouvre la voie à des références de fréquence robustes et à des capteurs sensibles à d'éventuelles variations de constantes fondamentales.
L'équipe viennoise a déjà utilisé son horloge pour contraindre certains modèles de matière noire ultralégère.
La Chine apporte ici un autre avantage: un cristal solide contenant un grand nombre de noyaux pourrait favoriser des dispositifs plus compacts que certaines horloges à ions piégés.
Rien n'est encore industriel. Il faut simplifier la source VUV, stabiliser les cristaux et démontrer précision et reproductibilité sur de longues périodes.
FINVOCE © | QUI TRANSFORMERA CETTE PHYSIQUE EN PRODUIT?
Le prototype chinois est soutenu par Tsinghua, la Beijing Academy of Quantum Information Sciences et des programmes publics chinois.
À Vienne, le financement associe ERC, fonds autrichiens, programmes européens et DARPA.
Microchip commercialise déjà des horloges atomiques miniatures pour le spatial. Safran développe avec l'ESA de nouvelles références atomiques.
Aucune n'est nucléaire.
La course industrielle commencera lorsque cette physique pourra quitter la table optique.
PARSIFAL
Pour mesurer une seconde, l'humanité vient d'apprendre à demander l'heure à un noyau.
Sources
Huang et al., Nature, 7 octobre 2026
Toscani De Col et al., Nature, 7 octobre 2026
TU Wien, 8 octobre 2026
Microchip Technology, 13 août 2026
ESA, Safran Timing Technologies, 2026
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