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编译服务: 精密测量科技动态监测平台 编译者: marcus2017 编译时间: 2024-4-17 点击量: 100

光晶格钟是频标领域重要的研究方向之一,其频率不确定度已经达到了小系数10-18量级。碰撞频移是影响晶格钟的重要系统效应之一,其依赖于原子密度,可以通过利用低温和费米统计法进行抑制,而钟跃迁频移仍在10-18量级水平。虽然在特殊条件下有一些其他方法可以用来减小碰撞频移,但减少原子密度仍然是人们最普遍的做法。然而,对光钟稳定度的改进又需要更高的原子数目来降低量子投影噪声极限(QPN)。此外,密度依赖的二体损耗也会造成额外的原子丢失,从而降低光钟稳定度。

2024年3月28日,美国国家标准与技术研究所和科罗拉多大学Andrew Ludlow课题组在《物理评论快报》发表了题为“Excited-Band Coherent Delocalization for Improved Optical Lattice Clock Performance”的文章。作者应用相干退局域化方法减弱了光晶格钟中密度相关的系统效应。垂直光晶格利用重力破坏了临近位点间的兼并,导致原子波函数局域化在Wannier-Stark(WS)态。以布洛赫频率调制晶格振幅使得波函数由于隧穿效应在晶格位点间相干演化。该技术可以扩展原子云的空间分布,降低原子密度。为了减少Landau-Zener(LZ)隧穿造成的原子丢失,作者在更深晶格势的激发带诱导晶格位点间的跃迁,相比于运动基带,激发带放大了振幅调制诱导的隧穿速率。而且,利用绝热快速通道(adiabatic rapid passage,ARP)方法可以实现高保真的激发带。基于该方案,作者在1s相干退局域化后实现原子云空间扩展增加了1个数量级。作者测量得到晶格钟碰撞频移减少了6.5(8)倍,缓解了碰撞频移造成的低系统频移和高原子数目之间的矛盾。此外,二体损耗得到抑制,可以忽略不计。

 

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