Le cylindre noir ne ressemble à aucune horloge ordinaire, mais c'est pourtant l'une des plus avancées du monde.

Elle a été envoyée dans l'espace avec le laboratoire spatial chinois Tiangong-2 jeudi, devenant la première horloge atomique à fonctionner dans l'espace.

« Cette horloge est si précise qu'elle ne devrait pas perdre une seule seconde en 30 à 300 millions d'années dans l'espace », a déclaré Liu Liang, professeur et directeur du Laboratoire clé d'optique quantique, qui relève de l'Académie chinoise des sciences à Shanghai.

Contrairement aux horloges ordinaires, le dispositif est basé sur la physique atomique.

Et à la différence de la plupart des horloges atomiques, cette horloge utilise une technologie de pointe « à atomes froids », qui assure son ultra précision. Une montre mécanique perd près d'une seconde par jour, une montre à quartz environ une seconde tous les 10 jours, et l'horloge atomique à hydrogène ne perd qu'une seconde sur des millions d'années. Mais l'horloge à atomes froids les dépasse toutes en matière de précision, a expliqué M. Liu.

Les scientifiques attribuent sa précision à l'environnement de microgravité de l'espace, ainsi qu'à la froideur des atomes utilisés.

Dans des conditions de microgravité, les atomes froids, poussés par des lasers, effectuent un mouvement uniforme en ligne droite. En observant leurs performances, les scientifiques obtiennent un signal atomique plus précis que dans les conditions de gravité sur Terre. En outre, la technologie de refroidissement par laser permet d'éliminer l'influence du mouvement thermique atomique sur les performances de l'horloge.

« Bien que les molécules et les atomes ne puissent pas être vus dans une pièce, ils se déplacent à grande vitesse, une vitesse équivalente à la température », a déclaré M. Liu.

« Nous utilisons la technologie de refroidissement par laser pour ralentir les atomes à une température qu'un réfrigérateur ne pourrait jamais atteindre, pour qu'ils restent presque immobiles », a-t-il ajouté. « En observant les atomes presque statiques, nous faisons des mesures plus précises. »

Les scientifiques estiment que l'envoi d'une telle horloge dans l'espace contribuera à établir une norme de temps pour la synchronisation plus précise des autres horloges atomiques dans l'espace.

« Un système plus précis dans l'espace nous sera bénéfique sur Terre », a affirmé M. Liu, en citant des améliorations substantielles possibles dans la navigation et le positionnement.

Les scientifiques pensent que le développement de la technologie des atomes froids pourrait permettre de nombreuses expériences, comme l'exploration en profondeur de l'espace, les sondes de matière noire, et l'exploration des ondes gravitationnelles.

« Beaucoup de nos recherches sont basées sur notre mesure du temps et de l'espace. Si nous pouvons détecter des changements subtils dans le temps et l'espace, nous pourrions faire des découvertes au-delà de la gamme technologique existante », a déclaré M. Liu.

« Dans le futur, il y aura des horloges plus précises que cette horloge à atomes froids et notre but ultime est de créer une horloge qui ne perdra jamais une seconde durant la vie entière de l'univers. »