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Thèse soutenue

Pharao : etude d'une horloge spatiale utilisant des atomes refroidis par laser ; realisation d'un prototype

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Auteur / Autrice : Pierre Lemonde
Direction : Christophe Salomon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique. Terre, océan, espace
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Les performances des horloges atomiques ont ete considerablement ameliorees au cours de ces dernieres annees par l'utilisation des techniques de refroidissement laser des atomes. En effet, ces atomes extremement lents peuvent etre observes sur un temps 100 fois plus long que les atomes a temperature ambiante utilises dans les horloges conventionnelles, d'ou l'amelioration des performances. A ce jour, la meilleure horloge a cesium a une exactitude de 2 10#-#1#5 et une stabilite de 1 10#-#1#5 sur trois heures d'integration. Sur terre, le temps d'observation est limite a une seconde environ par la presence de gravite. L'objet de ce travail de these est l'etude d'une horloge a atomes froids fonctionnant en apesanteur. Dans la premiere partie du memoire, nous montrons comment la micro-gravite peut conduire a une amelioration des performances de l'horloges avec un temps d'observation des atomes de plusieurs secondes. Atteindre une exactitude et une stabilite a un jour de 1 10#-#1#6 semble tout a fait realiste. Plusieurs limitations sont considerees, en particulier l'effet des micro-vibrations a bord du satellite. Le probleme de la methode d'interrogation des atomes doit etre reconsidere a ce niveau de performances. Nous introduisons une la fonction de sensibilite atomique pour le resoudre et comparer plusieurs methodes possibles. La deuxieme partie presente un prototype de l'horloge spatiale. Teste en apesanteur au cours de vols paraboliques a bord d'un avion, il montre la faisabilite technique de l'horloge spatiale.