De nos jours, les fontaines à atomes froids de césium servent d’étalons primaires de fréquence en France, en Angleterre, en Allemagne, en Italie et aux Etats-Unis, et plusieurs autres sont en développement dans d’autres pays. Toutes ces fontaines fonctionnent sur le même principe de boules d’atomes pulsées. La Suisse est le seul pays ayant entrepris une approche différente. Les chercheurs du LTF et de METAS développent depuis plus de 10 ans une fontaine fonctionnant avec un jet continu d’atomes L’existence d’une telle horloge est importante d’un point de vue métrologique, puisque la réalisation expérimentale de la fontaine, ainsi que la nature des biais de fréquence, sont différentes d’une fontaine pulsée. L’horloge FOCS-2 est la dernière génération des fontaines continues. Elle permettra de réaliser une contribution différente des approches existantes à l’échelle de temps international (le Temps Atomique International, TAI).

Dans ce projet de recherche financé par le Fond National Suisse, nous désirons continuer cette recherche et l’évaluation de l’horloge afin d’exploiter au mieux ce principe particulier de fonctionnement. FOCS-2 a le potentiel d’être une des fontaines atomiques de césium la plus stable et la plus précise au monde et de par sa nature unique, permet de contribuer au temps atomique international. De plus, cet étalon primaire de fréquence permettra la participation de la Suisse à plusieurs projets internationaux d’envergures tel que le projet ACES (Atomic Clock Ensemble in Space) de l’Agence Spatiale Européenne. Son but est de mettre en orbite sur la station spatiale internationale ISS une horloge atomique à atomes froids ainsi qu’un maser à hydrogène (développé et réalisé à Neuchâtel), afin de réaliser des comparaisons entre ces horloges et les étalons primaires terrestres avec une stabilité et une exactitude relatives de 10E-16. Cette expérience contribuera à l’amélioration de la métrologie temps-fréquence ainsi qu’à une série d’expériences de physique fondamentales.