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Comment le compteur est défini par la vitesse de la lumière

Le mètre est l’unité de longueur de base du système métrique et du Système international d’unités (SI). Vous l’utilisez probablement tous les jours, même si vous ne vous en rendez pas compte. Pour ceux qui ont grandi avec des pieds et des pouces, un mètre équivaut à environ 39,37 pouces. Mais la définition elle-même a radicalement changé au cours des deux derniers siècles. Il était lié à la forme physique de la terre, ancré à une barre de métal physique et devenait finalement une constante de la nature qui ne change jamais.

En 1791, l’Académie française des sciences propose une idée audacieuse. Ils voulaient une unité de mesure universelle, non limitée par les pieds des rois ou les coutumes locales. Ils ont défini 1 mètre comme 1/10 millionième de la distance du pôle Nord à l’équateur, mesurée le long du méridien qui traverse Paris. Il s’agit d’une entreprise scientifique qui effectue des mesures basées sur la Terre elle-même.

Cette définition a pris du temps, mais la Terre était difficile à mesurer. Des erreurs se sont glissées. C’est pourquoi, en 1889, le BIPM a décidé de s’éloigner des définitions théoriques pour se tourner vers les objets physiques. Ils ont créé un prototype de compteur international. Il s’agissait d’une barre composée à 90 pour cent de platine et à 10 pour cent d’iridium. Une unité de longueur est définie comme la distance entre deux lignes spécifiques marquées sur cette barre. C’était stable. C’était reproductible. C’était aussi, en fin de compte, imparfait. La tige pourrait être endommagée. Cela pourrait être perdu. Il est conservé dans un coffre-fort en France et le reste du monde doit se fier à ses mesures par rapport à cet objet unique.

À mesure que la technologie évolue, le besoin de précision augmente. En 1960, les scientifiques avaient appris à mesurer les ondes lumineuses avec une précision incroyable. Ils ont réalisé qu’ils n’avaient pas du tout besoin de tiges métalliques. Le mètre a été redéfini en fonction de l’atome. Plus précisément, il a une longueur d’onde de 1 650 763,73, la lumière rouge-orange émise par les atomes de krypton-86 dans le vide. C’est un grand pas en avant. Cela a rendu l’étalon indépendant d’un artefact physique. Le dispositif peut désormais être dupliqué dans n’importe quel laboratoire disposant du matériel approprié.

Mais les scientifiques n’ont pas encore fini. La technologie laser introduite dans les années 1980 permet de mesurer la vitesse de la lumière dans le vide avec une précision sans précédent. Les données revenaient toujours plus précises que jamais. Il est clair que la vitesse de la lumière est constante et ne change pas en fonction du lieu ou du matériau, et constitue une vérité fondamentale de l’univers.

Ainsi, en 1983, la Conférence générale des poids et mesures prend un tournant décisif. Ils ont déterminé que la vitesse de la lumière est exactement de 299 792 458 mètres par seconde. En même temps, ils redéfinissent le mètre.

Un mètre est actuellement défini comme la distance parcourue par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 secondes.

Le compteur n’est plus une barre métallique dans le coffre-fort. C’est le temps multiplié par une fraction de la vitesse de la lumière.

Cela peut ressembler à de la physique abstraite, mais c’est important. Cette définition permet des mesures précises jusqu’à une fraction de nanomètre. Systèmes GPS pour la conduite automobile, câbles à fibres optiques pour le transport de données Internet ;

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