Récemment, des chercheurs ont également exploré la possibilité de développer une horloge moléculaire. Ces systèmes
"Notre travail récent est le résultat d'années deefforts pour créer la soi-disant horloge moléculaire », a déclaré Tanya Zelevinsky, l'une des chercheuses et auteures du nouveau travail, dans une interview avec Phys.org. « Nous avons été inspirés par les progrès rapides de la précision des horloges atomiques. Les horloges moléculaires sont basées sur un mécanisme de "tic-tac" différent et peuvent donc être sensibles à des phénomènes supplémentaires. L'une d'entre elles est l'idée que les constantes fondamentales de la nature peuvent très peu changer avec le temps. Une autre possibilité est que la gravité entre de très petits objets puisse différer des interactions à plus grande échelle.
Horloge moléculaire créée par Zelevinsky et sescollègues sont basés sur la molécule diatomique Sr₂, ressemblant structurellement à deux minuscules sphères reliées par un ressort. La montre utilise spécifiquement les modes vibratoires de cette molécule comme référence de fréquence précise, ce qui permet à son tour de suivre le temps.
L'image de molécules superfroides décomposées en atomes a été utilisée par les chercheurs. Photo : K.H. Leung
"Nos montres nécessitent l'utilisation de lasers pourrefroidir les atomes près du zéro absolu et les maintenir dans des pièges optiques, les obligeant à se combiner en molécules et à pointer sur eux des lasers «horloge» de haute précision pour effectuer une mesure », a expliqué Zelevinsky. "L'avantage des horloges moléculaires est la très faible sensibilité aux champs magnétiques ou électriques parasites et la très longue durée de vie naturelle des modes vibrationnels."
Dans une étude publiée dans la revue PhysicalReview X, Zelevinsky et ses collègues ont évalué la précision des horloges moléculaires dans une série de tests en mesurant leur biais. Ils ont constaté que leur conception minimisait considérablement les sources d'erreur et que l'horloge elle-même atteignait une erreur systématique totale de 4,6 × 10−14, démontrant une précision particulièrement élevée.
De petits décalages dans la position de la résonance de l'horloge en fonction de la longueur d'onde de la lumière excitatrice (indiquée par la couleur) limitent la précision d'une horloge vibrante. Photo : K.H. Leung
Création d'une horloge moléculaire vibrationnellepar un groupe de chercheurs, peut devenir la norme pour les applications de fréquence térahertz, ainsi que la base pour la création de nouveaux outils pour la spectroscopie moléculaire. Sa conception peut également être modifiée en remplaçant les molécules de Sr₂ par d'autres variants isotopiques (de masse différente).
« À l'avenir, nous espérons appliquer des méthodes moléculairesveillez à comprendre la structure moléculaire avec la plus grande précision et à étudier toute signature possible de la gravité non newtonienne à l'échelle du nanomètre », conclut Zelevinsky.
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Photo de couverture par : Alex Berger