Fundamental electrical standards and the quantum metrological triangle

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Abstract
L'avènement des constantes fondamentales R K (von Klitzing) et K J (Josephson) dans la métrologie électrique et le développement considérable des nanotechnologies ont totalement bouleversé la vision et la pratique des Laboratoires Nationaux de Métrologie (LNMs) ouvrant ainsi une ère nouvelle, incontestablement moderne de la métrologie et suscitant un intérêt croissant pour une possible re-fondation du système international d'unités (SI). L'effet Josephson (EJ) et l'effet Hall quantique (EHQ), à l'origine de ces constantes fondamentales, constituent la clé de voûte d'une nouvelle approche des unités électriques compte tenu du très haut niveau de reproductibilité de ces unités jamais atteint auparavant. D'autre part, une expérience comme la balance du watt dans laquelle ces constantes interviennent pourrait être à l'origine d'une nouvelle définition du SI dans lequel la constante de Planck h prendrait le pas sur l'unité de masse « le kilogramme ». Il apparaît donc que la mise en œuvre d'expériences visant à démontrer la cohérence entre les valeurs théoriques et phénoménologiques de ces constantes soit un objectif majeur. C'est dans ce cadre qu'intervient l'expérience du triangle métrologique par l'association de l'EHQ, l'EJ et l'effet tunnel à un électron pour vérifier la cohérence de ces constantes fondamentales en terme des constantes de Planck et de charge de l'électron. Cet article donne brièvement un aperçu de ces phénomènes quantiques et leurs applications métrologiques dans les LNMs pour la réalisation des unités électriques et la détermination des constantes fondamentales. Pour citer cet article : F. Piquemal et al., C. R. Physique 5 (2004).