La métrologie du temps

Les étalons primaires de fréquence à jet de césium sont des instruments qui permettent une réalisation de la seconde telle qu'elle est définie dans le système international d'unités (SI). Il existe actuellement une dizaine d'étalons de ce type, qu'ils soient à déflexion magnétique ou à pompage optique (BNM-LPTF en France, PTB en Allemagne, NIST aux Etats Unis d'Amérique, NRLM au Japon).

Les meilleures horloges atomiques commerciales sont actuellement basées sur cette technologie (une horloge est en quelque sorte un étalon de fréquence qui accumule au cours du temps les secondes qu'il génère afin de construire une échelle de temps semblable à celle de nos montres). Les techniques de refroidissement d'atomes par laser ont valu le prix Nobel de physique 1997 au professeur C. Cohen-Tannoudji. Une des applications des travaux sur les atomes froids  concerne les horloges atomiques qui tirent parti de la faible vitesse de déplacement de ces atomes. Cette faible vitesse permet d'observer les atomes pendant des temps longs d'où une meilleure précision de mesure. C'est à l'heure actuelle la technique qui permet de fabriquer le meilleur étalon primaire de fréquence du monde qui se trouve au BNM-LPTF  à  l'Observatoire de Paris.
 
 

Le BNM-LPTF participe également au Projet d'horloge atomique par refroidissement d'atomes en orbite PHARAO . D'autres horloges existent encore qui sont toutes basées sur des principes de physique atomique: Les masers (effet laser en ondes radio) à hydrogène, les horloges à cellule de rubidium, à ions mercure.