$^{229}$ThF$_4$ 薄膜用于固态核时钟
原子物理
2025-01-22 v1 核实验
光学
量子物理
摘要
在接近五十年的寻求之后， Th 核异构态最近被直接激发 [1,2] 并以高光谱精度测量 [3]。基于该过渡的核时钟预计比当前光学原子时钟更稳健 [4,5]，且可能性能更佳 [6,7]。它们还承诺对标准模型之外的新物理进行敏感测试 [5,8,9]。鉴于这些重要进展和应用，对于 Th 光谱靶在各种平台上的需求将显著增加。然而，由于 Th 材料的稀缺性和放射性，使用高浓度 Th掺杂晶体 [5] 的生长和处理 [1-3,10] 具有挑战性。本文通过演示 ThF薄膜经物理蒸发 deposition 制备，仅需微克 Th 材料，展示了一种可能可扩展的解决方案。 ThF薄膜与光子平台和纳米制造工具本质上兼容，可集成到激光源和探测器中，为一种集成且可部署的固态核时钟铺路，放射性比典型 晶体 [1-3,10] 小近三个数量级。 ThF 中的高核发射密度也可能启用量子光学研究在新的范畴中。最后，我们描述了基于无缺陷 ThF 晶体的核时钟运行情况，并给出其性能估计。
引用
@article{arxiv.2410.01753,
title = {$^{229}\mathrm{ThF}_4$ thin films for solid-state nuclear clocks},
author = {Chuankun Zhang and Lars von der Wense and Jack F. Doyle and Jacob S. Higgins and Tian Ooi and Hans U. Friebel and Jun Ye and R. Elwell and J. E. S. Terhune and H. W. T. Morgan and A. N. Alexandrova and H. B. Tran Tan and Andrei Derevianko and Eric R. Hudson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.01753},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 3 figures