RETOURLe maser à hydrogène
Le maser ("Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation") à hydrogène est une horloge atomique extrêmement stable basée sur l'atome d'hydrogène. Il a été inventé par Kleppner et Ramsey* en 1960 à l'université de Harvard.
Le principe de fonctionnement est semblable à celui du LASER sauf que la radiation émise est une radiation micro-onde et non pas optique.
Le maser à hydrogène est utilisé principalement en radioastronomie et en géodésie comme horloge pour la synchronisation de radiotélescopes utilisant la technique du VLBI (Very Long Base Interferometry). Il est utilisé également pour la poursuite des sondes planétaires (Deep Space Tracking). Dans le futur, il pourrait être utilisé dans les systèmes de navigation par satellite de type GPS à cause de sa très grande stabilité (cf
l’avenir du temps atomique ).* Le professeur Ramsey a reçu le prix Nobel en 1989 pour ses travaux de pionnier sur l'horloge au césium et le maser à hydrogène.
Explications du fonctionnement d'un maser à hydrogène
De l'hydrogène moléculaire (H2) est "séparé" dans le ballon
de dissociation par un champ électrique généré par l'oscillateur haute
fréquence pour donner de l'hydrogène atomique H. Celui-ci est ensuite
envoyé vers le sélecteur d'état où un tri sera effectué : les
atomes "excités" continuent leur chemin vers le ballon de
stockage, tandis que les autres sont éliminés par déviation
magnétique.
A l'intérieur du ballon de stockage, ces atomes vont rebondir durant
environ une seconde tout en émettant une fréquence micro-onde. Voir
le Spectre d'émission de l'hydrogène : 
Cette fréquence (fréquence de transition de l'hydrogène = 1 420 405 751.7826 Hz) est captée par la cavité micro-onde pour ensuite sortir du maser afin d'être utilisée pour asservir un oscillateur à quartz de haute qualité.
Les influences magnétiques extérieures pouvant empêcher une telle émission, une bobine de champ C crée un champ magnétique régulier qui lui-même est protégé par une série de blindages magnétiques extérieurs.
Schéma de maser à hydrogène
2 Oscillateur haute-fréquence
3 Sélecteur d'état (4 aimants)
4 Flux utile d'atomes d'hydrogène
5 Ballon de stockage
6 Cavité micro-onde
7 Bobine de champ C
8 Blindages magnétiques
9 Sortie haute fréquence
Ballon de dissociation
