Un pendule qui oscille près de cinq cent mille milliards de fois par seconde. Ce n'est pas de la mécanique, c'est le pouls de la lumière capturé par des atomes d'ytterbium. Au lieu d'engrenages, on trouve ici un réseau laser – une onde stationnaire qui maintient les atomes dans ses nœuds, comme des petits pois dans leur cosse. C'est ainsi que fonctionnent les horloges les plus précises du monde : elles battent avec une erreur qui ne s'accumule à une seconde qu'au bout d'un temps trois fois supérieur à l'âge de l'Univers.
Deux exemplaires de ces horloges ont été placés côte à côte et comparés. Un faisceau laser réfléchi par des miroirs dans une chambre à vide crée pour les atomes un « peigne » de lumière parfaitement régulier. Le moindre décalage de fréquence, et l'horloge le détecte. La sensibilité est telle qu'elles perçoivent la pression de la chaleur du corps de l'expérimentateur sur les atomes, même à travers les parois de la chambre à vide. Pour éliminer cette perturbation, un double bouclier thermique a été érigé autour des atomes – une sorte de thermos où la température est connue au centième de degré près.
L'objectif principal n'est pas simplement un record. Les horloges se préparent à un « appel » optique entre Shanghai et Wuhan. Un signal lumineux transmis par fibre optique portera le rythme qui permettra de calibrer les constantes fondamentales de la nature ou de rechercher une dérive des fondements mêmes de la physique. Et si un écart apparaît dans cet appel, cela signifiera que la réalité elle-même nous a lancé une énigme.
Si une telle horloge avait été lancée au moment du Big Bang, elle aurait aujourd'hui moins d'une demi-seconde de retard ou d'avance.
Dans le roman « La Forêt sombre » de Liu Cixin, des horloges ultra-précises en orbite aident à synchroniser une attaque contre de lointains vaisseaux spatiaux – ici, la paire d'horloges terrestres reliera deux villes pour la chasse à une nouvelle physique.