Des chercheurs d'XLIM (Limoges) et de l'Université de Tokyo ont réussi à franchir une étape importante vers la réalisation d'une horloge optique très compacte. Les horloges optiques font actuellement l’objet de travaux de recherche très intenses. Leur précision surpasse nettement celle des horloges atomiques micro-ondes. Il est prévu que dans un avenir proche, lorsque la technologie sera suffisamment mature, la définition de l’échelle des temps soit fixée par le signal d'une horloge optique. Illustation XLIM
Les chercheurs ont confiné une chaîne d'atomes de strontium ultra-froids à l'intérieur d'un cœur creux micrométrique d'une fibre optique spéciale appelée « Kagome hollow-core photonic crystal fibre (HC-PCF) ». Plus remarquablement, le confinement des atomes a été réalisé sans que l’état quantique de ceux-ci ne soit perturbé par la paroi toute proche du cœur creux de la fibre. Ce résultat prouve, pour la première fois, que la conception d’horloge optique compacte est devenue un objectif réaliste. La portée de ce résultat est triple. Tout d'abord, il est prouvé que nous pouvons micro-confiner des atomes ultra-froids sans qu’ils collisionnent ni avec la paroi du cœur de la fibre, ni entre eux-mêmes. Ensuite la configuration fibrée donne la possibilité d’assembler "en file indienne" autant d'atomes froids que possible. Ceci permet d’augmenter le rapport signal-à-bruit sans compromettre la précision, ce qui sous-entend un saut technologique colossal dans la performance de ces horloges. Enfin, la réussite de cette démonstration basée sur une architecture fibrée ouvre une voie prometteuse pour la réalisation d’horloges optiques hautement compactes. Ces résultats viennent de paraître dans Nature Communications