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Claude Cohen Tannoudji

Prix Nobel en 1997 pour le ralentissement et le piégeage des atomes par la lumière laser.

Ses travaux sont à la source des recherches actuelles de l'IFRAF.



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Accueil du site > Equipes de recherche > Équipes IFRAF > Systême de référence Temps Espace > Groupe des fréquences micro-ondes

Groupe des fréquences micro-ondes

Nos activités de recherche sont centrées sur les horloges atomiques utilisant une résonance dans le domaine micro-onde.

Elles se décomposent en 2 thèmes :

  • Le premier thème concerne la métrologie fondamentale en temps/fréquence :
    — réalisation de la seconde
    — mesures absolues de fréquences
    — mesures de l’espace temps
  • Le second thème porte sur des développements d’horloges « embarquées » pour diverses applications.

Métrologie fondamentale en temps/fréquence

Cette activité repose sur un large ensemble instrumental : 3 fontaines atomiques comme étalons primaires de fréquences (FO1, FO2 et FOM) que nous avons développées, un ensemble de 4 masers à hydrogène, un oscillateur cryogénique, des comparateurs de phase et des lignes compensées en phase pour la distribution de signaux de référence. L’ensemble de 3 fontaines, de géométries différentes, dans le même laboratoire est unique au monde : la fontaine FO2 fonctionne à la fois sur le césium et sur le rubidium et la fontaine FOM est transportable.
A cet ensemble métrologique viendra s’ajouter le dispositif spatial Européen PHARAO/ACES soutenu par l’ESA et le CNES.

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A droite : la chambre à vide pour manipuler les atomes froids de césium.
A gauche : les systèmes optiques, micro-ondes et de pilotage de l’horloge.

Nos principales études portent sur :

  • La réalisation de la seconde et la réalisation d’étalon secondaire.
  • Les mesures absolues de fréquences optiques.
  • Les mesures sur les interactions atomiques.
  • L’étalonnage des échelles de temps. La diffusion de cette référence de fréquence vers d’autres laboratoires français par liaisons fibrées (ENS, LPL) ou par le transport de la FOM (Toulouse, Nice, Garching (A), Braunchweig (A), Innsbruck (Au)).
  • La recherche sur la relativité de l’espace temps : violation de Lorentz, variation des constantes fondamentales (en particulier sur les transitions hyperfines Cs et Rb qui impliquent aussi les interactions fortes).
  • La conception, le suivi du développement et la validation des performances de l’horloge maîtresse PHARAO de la charge utile ACES, la conception et le développement du logiciel de traitement scientifique des données de comparaison avec ACES et le suivi et la participation au développement de la mission ACES.
  • Le développement de la station métrologique maîtresse pour la mission ACES et l’exploitation des données ACES.

Horloges embarquées

Les études sur les horloges embarquées portent sur 3 dispositifs instrumentaux : une horloge en cellule, une horloge compacte à atomes froids et une horloge sur puce. La première repose sur un système expérimental très simple et vise des applications où la compacité est primordiale. La seconde horloge, un peu plus complexe, est plus performante et les applications envisagées recouvrent celles occupées par les masers à hydrogène. Enfin l’horloge sur puce est un plus en amont ; elle s’appuie sur les méthodes récentes de manipulation d’atomes froids sur circuit intégré. Elle reste encore une activité de laboratoire avec un fort potentiel à explorer.

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Horloge atomique sur puce

Personnels permanents

  • Abgrall Michel
  • Bize Sébastien
  • Clairon André
  • De Clercq Emeric
  • Delva Pacome
  • Guéna Jocelyne
  • Guérandel Stéphane
  • Holleville David
  • Laurent Philippe
  • Le Poncin Laffite Christophe
  • Meynadier Franck
  • Rosenbuch Peter
  • Rovera Daniele
  • Santarelli Giorgio
  • Wolf Peter