囚禁离子光钟中质量亏损与时间膨胀的从头算量子理论
原子物理
2024-02-06 v2 量子物理
摘要
我们推导了在外电磁场与引力场中电磁束缚带电两体系统的外部与内部动力学的哈密顿量，包含 leading-order 相对论修正。我们将该哈密顿量应用于描述 Paul 阱中冷离子的外部与内部动力学的相对论耦合，包括微运动、额外微运动以及阱缺陷的影响。这为基于单囚禁离子的原子钟中的相对论频移提供了系统且全量子力学处理。我们的方法重现了热态二阶多普勒频移的著名公式，这些公式此前基于半经典论证导出。我们补充并澄清了近期文献中关于离子钟中时间膨胀与质量亏损作用的讨论。
引用
@article{arxiv.2202.10854,
title = {Ab initio quantum theory of mass defect and time dilation in trapped-ion optical clocks},
author = {V. J. Martínez-Lahuerta and S. Eilers and T. E. Mehlstäubler and P. O. Schmidt and K. Hammerer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.10854},
year = {2024}
}