Enceinte à vide de piégeage d’atomes d’un capteur de forces à courtes distances ForCa-G (Force de Casimir et Gravitation à courte distance)

Enceinte à vide de piégeage d’atomes d’un capteur de forces à courtes distances ForCa-G (Force de Casimir et Gravitation à courte distance). A l’intérieur de cette enceinte se trouve un support en céramique blanc qui maintient un miroir au voisinage duquel seront piégés des centaines de milliers d’atomes dans un volume de quelques microns. Tout d’abord piégés dans une enceinte à vide située à la base de l’installation, les atomes sont envoyés dans cette seconde enceinte, au sommet de l’installation, où un faisceau laser les place avec une grande précision à différentes distances de la surface. L’atome va interagir avec le champ électromagnétique du vide et ses fluctuations quantiques, donnant lieu à des forces essentiellement attractives entre la surface et les atomes. L’observation de ces forces est l’objet de cette installation.

Interféromètre à atomes de l’expérience MIGA

Interféromètre à atomes de l’expérience MIGA, dont l’objectif est de développer un nouveau type de détecteurs d’ondes gravitationnelles basé sur l’interférométrie atomique. Un banc optique permet de créer les faisceaux laser ralentissant les atomes qui sont ensuite lancés à la verticale dans une enceinte à vide, et effectuent un vol balistique, au cours duquel la mesure de gravité est réalisée. Afin de le protéger des vibrations, ce dispositif sera, à terme, installé dans un laboratoire souterrain bas bruit (LSBB) rattaché au Laboratoire de la Côte d’Azur.

Banc optique de l’interféromètre à atomes de l’expérience MIGA

Banc optique de l’interféromètre à atomes de l’expérience MIGA, dont l’objectif est de développer un nouveau type de détecteurs d’ondes gravitationnelles basé sur l’interférométrie atomique. Ce banc optique permet de créer les faisceaux laser ralentissant les atomes qui sont ensuite lancés à la verticale dans une enceinte à vide, et effectuent un vol balistique, au cours duquel la mesure de gravité est réalisée. Afin de le protéger des vibrations, ce dispositif sera, à terme, installé dans un laboratoire souterrain bas bruit (LSBB) rattaché au Laboratoire de la Côte d’Azur.

Vérification de l’asservissement en phase de deux lasers au moyen d’un analyseur de spectre pour l’expérience MIGA

Vérification de l’asservissement en phase de deux lasers au moyen d’un analyseur de spectre pour l’expérience MIGA, dont l’objectif est de développer un nouveau type de détecteurs d’ondes gravitationnelles basé sur l’interférométrie atomique. Un banc optique permet de créer les faisceaux laser ralentissant les atomes qui sont ensuite lancés à la verticale dans une enceinte à vide, et effectuent un vol balistique, au cours duquel la mesure de gravité est réalisée. Afin de le protéger des vibrations, ce dispositif sera, à terme, installé dans un laboratoire souterrain bas bruit (LSBB) rattaché au Laboratoire de la Côte d’Azur.

Réglage des faisceaux lasers d’une horloge atomique compacte CPT (Coherent Population Trapping : piégeage cohérent de population) optimisée

Réglage des faisceaux lasers d’une horloge atomique compacte CPT (Coherent Population Trapping : piégeage cohérent de population) optimisée, dont l’objectif est de proposer une horloge atomique compacte ayant une excellente stabilité de fréquence grâce à de multiples réglages, par exemple sur l’intensité laser avec les éléments polarisants visibles ici. En se plaçant sur une longueur d’onde de 894 nanomètres, la complexité du montage peut être réduite tout en conservant des performances similaires aux horloges atomiques développées dans d’autres laboratoires.

Horloge atomique compacte à double modulation CPT (coherent population traping : piégeage cohérent de population)

Horloge atomique compacte à double modulation CPT (coherent population traping : piégeage cohérent de population). A l’intérieur du cylindre métallique se trouve une cellule contenant du césium et un gaz tampon (ou buffer). Dans le cube métallique se trouve une cellule de césium utilisée pour réaliser l’asservissement en fréquence. A l’exception de ces cellules, cette horloge est conçue à partir d’éléments du commerce. L’objectif sur le long terme est de miniaturiser cette installation déjà compacte, tout en conservant des résultats similaires à ceux des horloges atomiques de dimensions plus importantes.

Antennes des moyens de transfert de temps sur le toit du SYRTE

Antennes des moyens de transfert de temps sur le toit du SYRTE. Sur la droite, les antennes paraboliques des stations TWSTFT (Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer), utilisées pour des comparaisons internationales d’horloges. Les autres antennes sont utilisées pour les comparaisons par GNSS (Global Navigation Satellite Systems), pour lesquelles le SYRTE opère une dizaine de récepteurs différents. L’antenne sans chapeau, installée directement sur la structure, à gauche, est connectée à la station opérationnelle qui fonctionne sur les signaux du GPS américain. La nouvelle station principale multi-GNSS est connectée à l’antenne la plus haute au second plan. Elle permet des comparaisons via GPS, mais également via le système russe GLONASS, via le système européen GALILEO, et capte également les satellites du système chinois BEIDOU. Les antennes sur une structure en fourche sont connectées à un système de comparaison par GPS opéré par l’Observatoire de Besançon (Système SYREF) pour diffuser la réalisation temps réel de UTC, l’échelle de temps UTC(OP). Les autres antennes sont raccordées à des récepteurs GNSS de redondance ou par des récepteurs voyageurs utilisés pour des étalonnages relatifs de stations GNSS.

Antennes paraboliques des stations TWSTFT (Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer)

Antennes paraboliques des stations TWSTFT (Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer) sur le toit du bâtiment du SYRTE. La technique TWSTFT permet une comparaison directe d’échelles de temps internationales par liens micro-ondes en utilisant un satellite géostationnaire de télécommunication opérant en bande Ku (de 10 GHz à 18 GHz), la bande de fréquence la plus répandue en Europe (car sa réception nécessite des paraboles de petite taille). L’antenne au premier plan est utilisée en opérationnel pour les comparaisons vers l’Europe et les Etats Unis et constitue le lien principal pour le raccordement de l’UTC à sa réalisation temps réel, l’échelle de temps UTC(OP). La seconde antenne est utilisée dans des expériences scientifiques ponctuelles et dans des travaux de recherche.

Antennes des stations GNSS (Global Navigation Satellite Systems) sur le toit du SYRTE

Antennes des stations GNSS (Global Navigation Satellite Systems) sur le toit du SYRTE, qui opère une dizaine de récepteurs issus de différents fournisseurs pour des opérations de redondance et de caractérisation. Certains sont connectés en antenne commune, afin de pouvoir discriminer l’origine d’éventuelles dérives dans l’instrumentation. Différents types d’antennes sont également mis en œuvre. L’antenne surmontée d’un dôme blanc, de type Choke-ring, est munie d’une structure 3D permettant de limiter les effets de multi-trajets par réflexion des signaux issus des satellites. Elle est connectée à la nouvelle chaîne GNSS principale qui exploite les signaux du système GPS américain, le système GLONASS russe, via le système européen GALILEO, et capte également les signaux du système chinois BEIDOU.

Plateforme intérieure des deux stations TWSTFT (Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer)

Plateforme intérieure des deux stations TWSTFT (Two-Way Satellite Time and Frequency Transfer) développées au SYRTE et équipées de modems SATRE, dans la salle d’exploitation des références nationales de temps. La technique TWSTFT permet une comparaison directe d’échelles de temps internationales par liens micro-ondes en utilisant un satellite géostationnaire de télécommunication opérant en bande Ku (de 10 GHz à 18 GHz), la bande de fréquence la plus répandue en Europe car sa réception nécessite des paraboles de petite taille. Utilisée en opérationnel pour les comparaisons vers l’Europe et les Etats-Unis, cette technique constitue le lien principal pour le raccordement de l’UTC à sa réalisation temps réel, l’échelle de temps UTC(OP), avec une incertitude combinée inférieure à deux nanosecondes.