研究目的
为评估171Yb光学晶格钟的系统频率偏移与不确定度,改进超极化率偏移和二阶塞曼偏移等关键系数的不确定度。
研究成果
对镱晶格钟的系统频率偏移进行了评估,总相对不确定度为3.6×10^{-16}。获得了改进的超极化率和二阶塞曼偏移系数,这些系数可降低其他镱钟的不确定度。未来的工作包括降低阱深和温度以减小不确定度,并与锶晶格钟进行比较。
研究不足
不确定性主要受晶格诱导光频移和黑体辐射频移的限制。第二阶段磁光阱中较高的原子囚禁深度和温度会导致不确定度增加。磁光阱线圈产生的热量会影响温度测量,且光频移模型可能未考虑原子温度变化的影响。
1:实验设计与方法选择:
采用交错测量方案,通过交替使用不同实验参数将时钟激光稳定至原子跃迁能级来测量频率偏移。运用理论模型(包括RIKEN光频移模型)进行分析。
2:样本选择与数据来源:
使用171Yb原子,通过磁光阱和光学晶格进行俘获与冷却。通过频率测量和光谱学技术采集数据。
3:实验设备与材料清单:
设备包括激光器(如ECDL、Ti:S激光器、光纤飞秒激光器)、调制器(声光调制器)、探测器(电子倍增CCD)、真空腔室及磁场线圈;材料包含镱原子和光学元件。
4:实验流程与操作步骤:
从原子炉加载原子,经减速、俘获、冷却、自旋极化后,用时钟激光探测。通过改变阱深和磁场等参数测量频率偏移。
5:数据分析方法:
采用拟合程序(如拉比激发谱、色散线型)、蒙特卡洛模拟进行不确定度传递,并运用统计方法推导系数与不确定度。
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