Résumé de la thèse

Le document décrit les progrès récents des horloges à réseau optique au strontium du LNE-SYRTE (Observatoire de Paris). L’incertitude systématique et la stabilité des horloges optiques sont meilleures de deux ordres de grandeur que les horloges atomiques micro-ondes au césium qui réalisent la seconde SI, et bénéficient maintenant à des applications en physique fondamentale, astronomie et géosciences. Dans un futur proche, une redéfinition de la seconde SI est attendue, quand les horloges optiques se seront révélées être aussi fiables et aussi reproductibles que les horloges micro-ondes. La thèse présente trois étapes décisives dans cette direction. Les horloges au strontium ont fonctionnées de manière quasi-continue pendant plusieurs semaines. Les comparaisons de fréquences locales et à distance avec diverses références de fréquence micro-onde et optique montrent que les horloges optiques sont reproductibles par des laboratoires indépendants. Nous avons démontré la faisabilité d’un premier réseau tout optique d’horloges optiques à l’échelle continentale.

Les horloges au strontium ont été utilisées pour établir cinq rapports pour l’étalonnage du Temps Atomique International (TAI).Ils ont été validés par le BIPM comme première contribution au TAI par des horloges optiques. Certains de ces résultats ont été utilisés pour borner l’amplitude d’une possible violation de l’invariance de Lorentz analysant les comparaisons d’horloges distantes. Enfin, nous avons effectué une caractérisation complète des déplacements de fréquence associés aux sources laser à semi-conducteur utilisées pour le piégeage des atomes dans l’optique d’applications pour des horloges transportables et spatiales.

Texte intégral

Mots clés

horloges à réseau optique, spectroscopie, atomes froids, comparaisons d'horloges optiques, échelles de temps, émission spontanée amplifiée.