Scandium-45 : la clé d'horloges plus précises que les horloges atomiques ✛

Original: "Probing the Linewidth of the 12.4-keV Solid-State $$^{45}$$Sc Isomeric Resonance"
arXiv:2508.17538 · 2025-08-24 · CC BY 4.0 · 1 min
Le « tic-tac » du noyau de scandium-45 est 10 milliards de fois plus précis que les meilleures horloges atomiques.

Au cœur du noyau de l'atome de scandium-45 se cache un pendule presque parfait. Ses oscillations — l'émission de rayons X — sont si régulières qu'en une demi-seconde, il produit $10^{19}$ « tics » sans jamais dévier. C'est des milliards de fois plus stable que les meilleures horloges atomiques.

Les scientifiques ont « entendu » ce pendule en excitant les noyaux avec un laser à rayons X et en utilisant la spectroscopie et la photométrie. Cependant, dans un cristal solide, les atomes voisins vibrent, comme une table sur laquelle repose le pendule. Ce désordre de vibrations élargit le signal d'au moins 500 fois, réduisant la pureté idéale du mouvement. Même dans ces conditions, le scandium-45 reste un recordman.

Une horloge nucléaire basée sur lui ressentirait une différence de marche lors d'une élévation d'un seul centimètre — c'est ainsi que se manifeste la gravité selon la théorie d'Einstein. Nous pourrions donc non seulement améliorer la navigation, mais aussi vérifier si les lois de la physique ont changé au cours des milliards d'années.

Une horloge nucléaire à base de scandium-45 serait si sensible qu'elle montrerait qu'au deuxième étage, le temps s'écoule plus vite qu'au premier.

Scientifiques
Wilhelm WienWilliam HerschelChristian DopplerD. B. McLaughlinDidier QuelozMichel Mayor
Notions
seconde thorium 229 demi-vie durée de vie méson êta