Une équipe internationale de chercheurs a franchi une étape décisive vers une nouvelle génération d'horloges atomiques. Au XFEL européenLaser à rayons X, les chercheurs ont utilisé le scandium pour créer un générateur d'impulsions plus précis avec une précision d'une seconde en 300 milliards d'années, environ mille fois plus précise que les horloges atomiques standard actuelles basées sur le césium.

Les horloges atomiques sont les montres les plus précises au monde. Les horloges atomiques projettent des micro-ondes sur les atomes de césium et ajustent la fréquence du rayonnement pour maximiser l'absorption des micro-ondes, que les experts appellent résonance. Grâce à la résonance, l'oscillateur à quartz produisant des micro-ondes peut rester stable, permettant à l'horloge au césium d'être précise à la seconde près pendant 300 millions d'années. 

L’équipe a maintenant découvert que l’élément scandium est facilement disponible sous forme de feuille métallique de haute pureté ou de dioxyde de scandium composé. Cette résonance nécessiteradiographieavec une énergie de 12,4 keV et une largeur de seulement 1,4feV. Cela équivaut à 140 quamillionièmes d’électron-volt, ce qui ne représente que 10 billionièmes de l’énergie d’excitation.

"Jusqu'à présent, nonradiographiela source a été capable de briller suffisamment dans la ligne étroite de 1,4 feV du scandium,"déclare le scientifique Anders Madsen. 

L'équipe a irradié une feuille de scandium de 0,025 mm d'épaisseur avec un laser à rayons X et a détecté la rémanence caractéristique émise par le noyau excité, preuve claire des raies de résonance extrêmement étroites du scandium.