Une horloge nucléaire au thorium qui se corrige toute seule : ce que l’équipe de Vienne a réussi
Dans Nature, une équipe décrit une horloge fondée sur le noyau du thorium 229, asservie en continu par laser. Ce n'est pas encore un record de précision.
Une horloge atomique compte les battements d’une lumière accordée sur les électrons d’un atome. Depuis des années, les physiciens rêvent de descendre un étage plus bas et d’accorder cette lumière sur le noyau lui-même. Un article paru dans Nature le 7 octobre 2026, en accès libre, décrit une horloge de ce type qui fonctionne en boucle fermée.
Pourquoi viser le noyau
Les électrons sont à la périphérie de l’atome, exposés aux champs électriques et magnétiques du voisinage, ce qui perturbe la mesure. Le noyau est enfoui au centre. Une transition nucléaire devrait donc être plus robuste face aux perturbations extérieures, écrivent les auteurs, et plus sensible pour tester les principes fondamentaux de la physique.
Problème : faire changer d’état un noyau demande en général une énergie hors de portée d’un laser. Le thorium 229 est l’exception connue, avec une transition accessible à une lumière ultraviolette de 148 nanomètres.
Un cristal, un laser, une boucle
L’équipe, que Hackaday rattache à l’université de Vienne, a logé les noyaux de thorium 229 dans un cristal de fluorure de calcium d’un millimètre, à température ambiante. Un laser continu éclaire le cristal. Quand sa fréquence est exactement la bonne, les noyaux absorbent la lumière ; s’il dérive, ils en absorbent moins.
C’est cette variation d’absorption qui sert de signal de correction, renvoyé au laser en continu. Jusqu’ici, rappelle Hackaday, les essais dépendaient d’une autre horloge pour tenir le laser. Ici, le thorium tient lui-même la barre.
Pas encore championne
Les chiffres restent modestes. Comparée en continu à une horloge à ion ytterbium, l’horloge au thorium approche une instabilité de 10⁻¹⁵ sur une journée, soit de l’ordre d’un dixième de milliardième de seconde par jour. Les auteurs ne prétendent pas battre les horloges optiques actuelles : ils projettent des gains de plusieurs ordres de grandeur pour de futures versions.
L’intérêt est donc la preuve de fonctionnement, dans un objet solide et compact plutôt que dans un piège à atomes. Les horloges embarquées sont le cœur des systèmes de positionnement par satellite (on en a parlé ICI) : une référence plus stable et plus simple à loger finirait par y compter. Aucune application n’est annoncée dans l’article.
En bref
- Nature a publié le 7 octobre 2026 la description d’une horloge nucléaire au thorium 229 fonctionnant en boucle fermée.
- Le laser est corrigé en continu par l’absorption des noyaux, logés dans un cristal d’un millimètre à température ambiante.
- Stabilité annoncée : environ 10⁻¹⁵ sur un jour, sans record à ce stade.
- Les auteurs projettent des gains de plusieurs ordres de grandeur.
Sources : Nature, « A thorium-229 optical nuclear clock with feedback loop », 7 octobre 2026 ; Hackaday, 11 octobre 2026.
Le Bien Heureux · Rédaction Capibara · Lundi 12 octobre 2026