Fiche artiste de
Pharao

Le Projet d'horloge atomique par refroidissement d'atomes en orbite, en abrégé PHARAO, est le premier étalon primaire de fréquence spatiale. Un étalon primaire de fréquence réalise la définition de la seconde avec la plus grande exactitude. Cette horloge atomique utilise des atomes de césium refroidis par laser et dont l'exactitude relative de fréquence doit s'approcher de 10-16. L'horloge est développée par le Centre national d'études spatiales (CNES) en étroite collaboration avec le Laboratoire Temps Espace (LTE) de l'Observatoire de Paris et du laboratoire Kastler Brossel (LKB) de l'Ecole Normale Supérieure. PHARAO est l’un des composants principaux du projet Atomic Clock Ensemble in Space (ACES) de l'Agence spatiale européenne (ESA). Les idées et les premiers tests réalisés par le LKB et le LTE, sur une horloge atomique à atomes de césium refroidis par laser, ont débuté au début des années 1990. Les mécanismes du refroidissement par laser avaient été découverts peu de temps auparavant, à la fin des années 1980. L'objectif était de développer un nouvel étalon primaire de fréquence capable de surpasser les performances des étalons actuels, basés sur des jets thermiques. Quelques années plus tard, cet objectif a été atteint et cette horloge à atomes froids, la fontaine atomique, est devenu l'horloge la plus exacte au monde. A la même période, ces deux laboratoires réfléchissaient aussi au gain que pouvait apporter la microgravité sur les performances d'une horloge à atomes froids et les nouvelles applications qui en résulteraient. Cette technologie n'étant pas du tout mature pour une réalisation spatiale, ils ont fait appel au CNES pour les soutenir dans ce projet. Le CNES a accepté le challenge et le projet PHARAO est né.