Reloj de enrejado óptico criogénico con 1.7×10^{-20} Radiación de cuerpo negro Incertidumbre de Stark

Área de la Ciencia:

• Física atómica, molecular y óptica
• Metrología y Ciencias de la Medición
• Ciencia de la información cuántica

Sus antecedentes:

• El control de la perturbación Stark de la radiación térmica ambiental es crucial para el avance de los estándares de frecuencia atómica, particularmente los relojes de celosía óptica (OLC).
• Las soluciones anteriores de control de radiación de cuerpo negro criogénico (BBR) en OLC se enfrentaron a limitaciones en la efectividad del blindaje.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar un OLC criogénico con un escudo de radiación accionado dinámicamente para el control superior de la perturbación Stark.
• Medición y verificación independientes del coeficiente de corrección dinámica Stark del BBR para el iterbio (Yb).

Principales métodos:

• Desarrollo e implementación de un OLC criogénico con un escudo de radiación accionado dinámicamente.
• Utilizando el escudo para crear un entorno criogénico BBR casi ideal, rechazando la radiación térmica externa a nivel de partes por millón durante la espectroscopia.
• Aprovechando el control de radiación del escudo en un amplio rango de temperatura para la medición de coeficientes.

Principales resultados:

• Logró un control de perturbación Stark a una frecuencia fraccionaria de 1.7 × 10-20, aproximadamente 40 veces mejor que los OLC de última generación anteriores.
• Se redujo la incertidumbre del principal coeficiente de corrección dinámica de BBR Stark para Yb en un 30%.
• Se ha verificado el coeficiente BBR estático para Yb en el nivel 10-18.

Conclusiones:

• El OLC criogénico demostrado con un escudo de radiación dinámica avanza significativamente el control de BBR para los estándares de frecuencia atómica.
• La medición independiente del coeficiente de corrección dinámica Stark de Yb BBR beneficia a los OLC de Yb actuales y futuros, incluidos los que funcionan a temperatura ambiente.