一个光学格子时钟.

科学领域:

• 原子,分子和光学物理学
• 计量学和测量科学 计量学和测量科学
• 量子信息科学 量子信息科学

背景情况:

• 精确的时间和频率测量对于基本科学和技术,如GPS和宽带通信至关重要.
• 目前的原子钟,基于 (Cs) 原子,实现分数不确定性为10^-15.
• 光学时钟,利用光学频率,提供了比微波原子钟更高精度的潜力.

研究的目的:

• 提出一种新的方法,用于高精度计时,使用被困在光学格子中的原子.
• 为了证明光学格子时钟作为量子参考的性能.
• 为了比较光学格子时钟与现有的单离子和中性原子时钟的功能.

主要方法:

• 使用被限制在光学网格中的 (Sr) 原子作为量子参考.
• 使用光学频率来建立光学和无线电频率之间的连贯联系.
• 将光学频率与SI秒进行引用,以准确确定频率.

主要成果:

• 光学格子时钟实现了线宽,比其他中性原子光学时钟更窄一个数量级.
• 与单离子原子钟相比,该钟表表现出优越的稳定性.
• 该 Sr 格子时钟的过渡频率被精确测量为 429,228,004,229,952 15 Hz.

结论:

• 光学格子时钟代表了原子钟技术的一个有前途的进步.
• 这种方法为未来的计时标准提供了更高的精度和稳定性.
• 演示的性能表明,它有可能超越当前最先进的原子钟.