Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation
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Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation



  1. #1
    invite9137ea99

    Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation


    ------

    Bonjour à tous,
    La désynchronisation des horloges constatée dans les expériences menées dans des vols embarqués est connue.
    Mais j'aimerais savoir si l'expérience a déjà été reproduite dans un sous-marin, pour la partie due à la gravitation ?
    Merci.

    -----

  2. #2
    GBo

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Encore mieux, 0,1 mm de différence d'altitude:
    https://www.futura-sciences.com/scie...instein-22701/

  3. #3
    pm42

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par GBo Voir le message
    Encore mieux, 0,1 mm de différence d'altitude:
    https://www.futura-sciences.com/scie...instein-22701/
    Très belle expérience en effet.

  4. #4
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Salut,

    Tiens je l'avais raté cette actu à l'époque, merci GBo.

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    Mais j'aimerais savoir si l'expérience a déjà été reproduite dans un sous-marin
    Dans un sous-marin, quelle drôle d'idée. Pourquoi spécialement dans ce genre d'engin qui n'est pas nécessairement l'endroit idéal pour expérimenter ? (*)

    L'important étant qu'on a fait l'expérience (utilisation d'horologes atomiques, en général, les dérives devant de toute façon être corrigées ce sont des tests indirects) dans des avions (c'est déjà un bel exploit, ce n'est pas non plus l'endroit idéal), des ballons, au sol à différentes altitudes et dans des satellites (GPS). Comme le montre l'actu, les corrections sont inévitables (par exemple le réseau d'horloges atomiques mondial donnant le temps universel coordonné, les horloges ne sont pas toute à la même altitude).

    (*) j'ai fait quelques recherches et il n'est pas exclut qu'on y trouve des horloges atomiques, mais je n'ai rien trouvé et j'ai par contre vu qu'on utilisait des montres de marine même dans les sous-marin atomique. Elles sont bien plus utiles que des horloges atomiques car particulièrement stables même dans des conditions de roulis, tangage, vibrations... En particulier dans un sous-marin où on ne voit pas les étoiles et on n'a pas de contact radio, enfin, pas sans faire surface (on peut utiliser des transmissions acoustiques mais ça reste plus limité). Et les sous-marin atomique restent justement en plongée parfois très longtemps... et il vaut mieux ne pas se perdre
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    . Pourquoi spécialement dans ce genre d'engin qui n'est pas nécessairement l'endroit idéal pour expérimenter ?

    Bonjour,
    J ai eu, au contraire, la faiblesse de penser que c'était l'endroit idéal pour expérimenter : stabilité de l'expérience, ne pas à devoir découpler l'effet de la RR, et aussi se démarquer des expériences habituelles, car ici, on descend sous la surface du globe, là où des différences de conception entre Einstein et Newton révèlent des choses particulières ..., non ?

  7. #6
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    Bonjour,
    J ai eu, au contraire, la faiblesse de penser que c'était l'endroit idéal pour expérimenter : stabilité de l'expérience, ne pas à devoir découpler l'effet de la RR, et aussi se démarquer des expériences habituelles, car ici, on descend sous la surface du globe, là où des différences de conception entre Einstein et Newton révèlent des choses particulières ..., non ?
    Il y a des vibrations, des tangages.... Je dis pas que c'est impossible. Mais c'est certainement plus simple de descendre dans des mines profondes (je ne sais pas si cela a été fait).

    Comme effet, rien de spécial amha.

    EDIT petit détail : la RG contient la RR, impossible de séparer. Mais en première approximation on sépare l'effet Einstein de la dilatation due à la vitesse et qu'on qualifies effet RG et effet RR (un peu abusivement car en RG on a aussi l'effet dû à la vitesse)
    Dernière modification par Deedee81 ; 03/09/2021 à 10h47.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  8. #7
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Mais il me semble avoir compris, lors d'une ancienne discussion, que lors d'une altitude négative, la désynchronisation se poursuivait dans le même sens, alors que pour Newton, l'effet gravitationnel décroit. Si oui, mine ou sous-marin, cela aurait permis de confirmer également cette différence. N'hésitez pas à me corriger, je pose la question très humblement....

  9. #8
    mach3
    Modérateur

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    Mais il me semble avoir compris, lors d'une ancienne discussion, que lors d'une altitude négative, la désynchronisation se poursuivait dans le même sens, alors que pour Newton, l'effet gravitationnel décroit. Si oui, mine ou sous-marin, cela aurait permis de confirmer également cette différence. N'hésitez pas à me corriger, je pose la question très humblement....
    Chez Newton, le potentiel gravitationnel est décroissant vers le centre que l'on soit à l'extérieur ou à l'intérieur d'un astre. Le champ de gravitation est le gradient de ce potentiel, il augmente en norme quand on se rapproche du centre à l'extérieur de l'astre (potentiel en 1/r, donc champ en 1/r²), par contre à l'intérieur de l'astre son comportement varie suivant la structure interne (dans le cas particulier ou c'est homogène, le potentiel est en r² donc le champ en r (voir ici : http://e.m.c.2.free.fr/potentiel-gra...nnel-boule.htm ), mais sa norme doit tendre vers 0 au centre (vu qu'au centre on a un minimum du potentiel).

    En première approximation, l'effet Einstein est causé par la différence de potentiel gravitationnel (il y a un terme en 2M/r dans l'expression), pas par la différence de champ de gravitation, donc la désynchronisation se poursuit bien dans le même sens quand on descend sous la surface.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  10. #9
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Merci,

    Voilà bien un truc dont je ne me souvenais plus (dans le cas RG).
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  11. #10
    GBo

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Merci mach3, ça c'est du post !

  12. #11
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    désynchronisation se poursuit bien dans le même sens quand on descend sous la surface.
    Merci aussi pour la confirmation. D'où mon étonnement : la démonstration pratique n'a t-elle vraiment jamais été réalisée sous le niveau de la mer ?

  13. #12
    coussin

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Selon vous, c'est la surface de la mer l'altitude de référence pour ce changement de comportement ?

  14. #13
    mach3
    Modérateur

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    A défaut d'une étude sous le niveau de la mer, j'ai trouvé ça :

    https://www.sciencealert.com/portabl...vistic-geodesy

    Les mesures ont été effectuées entre le laboratoire souterrain de Modane (à 1700m sous la montagne, au milieu du tunnel du Fréjus) et Turin.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  15. #14
    GBo

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par mach3 Voir le message
    A défaut d'une étude sous le niveau de la mer, j'ai trouvé ça :
    https://www.sciencealert.com/portabl...vistic-geodesy
    Les mesures ont été effectuées entre le laboratoire souterrain de Modane (à 1700m sous la montagne, au milieu du tunnel du Fréjus) et Turin.
    m@ch3
    Par contre quand l'article vulgarisé dit que, jusqu'en 2018:
    Atomic clocks are capable of the most precise physical measurements humanity can make, but because they're so complex, they've been restricted to laboratory use - until now.
    ...c'est bien sûr inexact puisque tous les satellites GPS (plus largement de GNSS - Géolocalisation et Navigation par un Système de Satellites) contiennent des horloges (à atomes de césium) et ce depuis des décennies. Dans mon boulot (radio-télécommunications cellulaires), il arrive qu'on utilise aussi des horloges atomiques locales de moindre qualité (au rubidium) en backup mais tout aussi atomiques !

    Je pense que l'article confond avec les horloges atomiques encore plus précises, sur d'autres atomes comme le strontium "piégés dans des treillis optiques dont les transitions énergétiques s'effectuent à des fréquences optiques" : https://fr.wikipedia.org/wiki/Horlog...ences_optiques
    Dernière modification par GBo ; 03/09/2021 à 18h09.

  16. #15
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    il y a un terme en 2M/r dans l'expression), pas par la différence de champ de gravitation, donc la désynchronisation se poursuit bien dans le même sens quand on descend sous la surface.
    Puis-je cette petite demande complémentaire ?
    Si, par expérience de pensée, on placerait une horloge au centre de la Terre (que l'on supposerait immobile) a t-on calculé l'ampleur de la désynchronisation par rapport à une horloge fixe placée à une distance "infinie" ?

  17. #16
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Salut,

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    Si, par expérience de pensée, on placerait une horloge au centre de la Terre (que l'on supposerait immobile) a t-on calculé l'ampleur de la désynchronisation par rapport à une horloge fixe placée à une distance "infinie" ?
    Le calcul forcément été fait, il n'est pas très difficile. Suffit de calculer, en première approximation Newton suffit, l'énergie à fournir pour amener une particule depuis le centre jusqu'à l'infini. Si tu considères un photon, ça te donne alors le redshift gravitationnel et de là la dilatation du temps, ce que tu appelles désynchronisation. J'ai un peu la flemme de le faire (deux intégrales pas difficiles, en utilisant les formules du lien donné plus haut par mach3, mais bon on est dimanche ). Mais on doit trouver ça.
    Dernière modification par Deedee81 ; 05/09/2021 à 13h44.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  18. #17
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Oki Deedee.....si à l'occasion tu peux retrouver cela. Je trouve ça pas mal, même à titre anecdotique, de pouvoir signaler : " en une année, une horloge placée à une distance "infinie" sera désynchronisée de telle valeur..." Bon dimanche.

  19. #18
    Mailou75

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    En supposant que la Terre est homogène (ce qui n’est pas le cas) on trouve que le décalage au centre par rapport à la surface est la moitié de ce dernier (calcul valable pour tout astre homogène non relativiste). Dans les chiffres ça fait 60 microseconde par jour (de moins qu’a l’inifini) à la surface et 90 au centre.
    Trollus vulgaris

  20. #19
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Oups ! Même sur la durée d'une vie humaine, c' est quasi nada ! Merci pour le calcul !

  21. #20
    ornithology

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Ca me fait penser a une question que je me suis déja posée a propos des surfaces de redshift constant quand on a une certaine réparition de points massifs. j'appelle u ce redshift. il est nul a l'infine disons sur une sphere a l'infini. Pour un point a distance finie des masses mais tres éloigné des masses on a une surface connexe isoshift qui les englobe.mais en se rapprochant des masses on doit avoir rupture de la connexité, non?
    Dernière modification par ornithology ; 06/09/2021 à 07h36.
    Ou sont les particules? On est la! On est la! (deux fentes de Young)

  22. #21
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Salut,

    Mailou, merci.

    Citation Envoyé par ornithology Voir le message
    Ca me fait penser a une question que je me suis déja posée a propos des surfaces de redshift constant quand on a une certaine réparition de points massifs. j'appelle u ce redshift. il est nul a l'infine disons sur une sphere a l'infini. Pour un point a distance finie des masses mais tres éloigné des masses on a une surface connexe isoshift qui les englobe.mais en se rapprochant des masses on doit avoir rupture de la connexité, non?
    Oui, en effet. C'est comme pour des lignes de niveau autour de montagnes : connexe très loin mais non connexe tout près. Ca n'a rien d'extraordinaire.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  23. #22
    ornithology

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Rien d'extraordinaire en effet. saut quand on pense en termes holographiques ou on a un écran de shift nul aa l'infini. on y fait de la granulation a grains croissant et on est censé aller vers des écrans de shift non nuls et qui donc vont devenir non connexes mais c'est une autre histoire , a voir dans un autre fil....
    Ou sont les particules? On est la! On est la! (deux fentes de Young)

  24. #23
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par ornithology Voir le message
    Rien d'extraordinaire en effet. saut quand on pense en termes holographiques ou on a un écran de shift nul aa l'infini. on y fait de la granulation a grains croissant et on est censé aller vers des écrans de shift non nuls et qui donc vont devenir non connexes mais c'est une autre histoire , a voir dans un autre fil....
    Je ne suis pas sûr que le traitement holographique consiste juste à prendre un écran "à l'infini", c'est une reformulation 2D+1 d'une théorie 3D+1 et l'écran holographique ne doit pas nécessairement avoir une localisation précise dans notre univers physique. Je sais aussi que l'approche marche bien dans certains cas comme les TN isolés mais que dans certains cas ça ne marche pas (de mémoire l'ET de Friedmann n'a pas de reformulation holographique et c'est pour ça qu'on y voit souvent le modèle de de Sitter ou anti-de Sitter, à vérifier). Est-ce lié à ta remarque ? Franchement, je n'en sais rien, je n'y connais que trop peu sur cette approche.

    Mais tu as raison, ça pourrait faire l'objet d'un fil à part entière (sans savoir si quelqu'un pourra répondre, c'est assez pointu et spécifique comme approche et vu qu'on n'en parle presque jamais sur Futura, j'ai peur qu'on manque de spécialiste)
    Dernière modification par Deedee81 ; 06/09/2021 à 08h51.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  25. #24
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    on y voit souvent le modèle de de Sitter ou anti-de Sitter, à vérifier
    Un exemple caractéristique : https://fr.wikipedia.org/wiki/Correspondance_AdS/CFT
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  26. #25
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Dans un sous-marin, quelle drôle d'idée
    En première approximation, et par rapport aux expériences réalisées à bord d'avions, lorsque la précision de nos horloges atomiques étaient loin d'avoir celles d'aujourd'hui, je ne trouve pas que c'est une drôle d'idée, étant donné qu'on élimine du calcul le correctif à faire dû à la RR.
    Mais une chose que j'avais oublié en posant cette question, c'est que sous Newton aussi, l'accélération de la pesanteur est plus importante aussi sous la surface, cela dû à la densité supérieure sous la croute terrestre. A t-on une idée de la valeur maximale sous nos pieds ?

  27. #26
    XK150

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Salut ,

    La gravité est maximum à environ 2000 km sous la surface terrestre : on gagne à se rapprocher du noyau plus dense quitte à perdre par les masses situées " au dessus " de ce point .
    g vaut alors environ 10 m/s/s .
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  28. #27
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Salut,

    Citation Envoyé par Benzki Voir le message
    Mais une chose que j'avais oublié en posant cette question, c'est que sous Newton aussi, l'accélération de la pesanteur est plus importante aussi sous la surface, cela dû à la densité supérieure sous la croute terrestre. A t-on une idée de la valeur maximale sous nos pieds ?
    Ah ! Il y avait une courbe (en fonction de la profondeur) donnée par Tahawi-Kiwi sur le forum géophysique. Mais faut la retrouver.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  29. #28
    albanxiii
    Modérateur

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    Citation Envoyé par coussin Voir le message
    Selon vous, c'est la surface de la mer l'altitude de référence pour ce changement de comportement ?
    Très bonne question, éludée, comme toutes les bonnes questions.
    Not only is it not right, it's not even wrong!

  30. #29
    invite9137ea99

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation


  31. #30
    Deedee81

    Re : Horloge atomique - test désynchronisation et gravitation

    EDIT on s'est croisé, oui, cette courbe est celle dont je parlais.

    Bonjour Benzki,

    Je préfère supprimer ton message car il est assez insultant quand même et pourrait être très mal pris.

    Si tu constates qu'un message est désagréable ou moqueur ou qu'il semble l'être, il est préférable d'utiliser le petit triangle en bas à gauche du message. Peu importe qui en est l'auteur (du message), c'est juste un avertissement bien utile car nous ne lisons pas tout (il y a bien trop de messages !) et ne voyons pas toujours les accrochages ou les messages hors charte.

    Dans ce cas on intervient :
    - Soit pour archiver ou supprimer le message
    - Soit pour mettre un message en vert (du genre "calmez-vous" )
    - Soit pour donner une explication suite à des difficultés de compréhension ou d'interprétation. Un malentendu est vite arrivé (surtout que dans un forum il y a le texte mais pas le ton, comme on me l'a dit dans une formation, le plus gros de l'information quand on parle est non verbal (*)). Et donc ça vaut toujours la peine d'arrondir les angles s'il y a lieu.

    Parfois aussi dès le départ il peut être bon de se poser la question : "qu'ai-je pu dire qui a provoqué cette réaction". Les attaques étant rarement gratuites (notons qu'une attaque même motivée est hors charte mais au moins il y a souvent une raison). Ca aide.

    (*) Hé oui, les fonctionnaires ont parfois des formations un peu bizarre, mais bon
    Dernière modification par Deedee81 ; 07/10/2021 à 13h36.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

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