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相对频率差为 $1\times 10^{-18}$ 的低温光晶格钟

原子物理 2014-05-19 v1

摘要

时间和频率是最可精确测量的物理量,为科学和现代技术奠定了基础。其准确性依赖于国际单位制 (SI) 秒,该定义参考了分数不确定度为 101610^{-16} 的 Cs 微波钟。近期光钟的革命性进展旨在实现 1×10181\times 10^{-18} 的不确定度,但这一直受到长平均时间或系统不确定度的阻碍。在此,我们展示了在低温环境中 interrogated 的 87^{87}Sr 原子光晶格钟,以解决黑体辐射引起的频移问题,该问题仍是钟不确定度的主要来源,并引发了大量的理论和实验研究。对于 N1,000N \sim 1,000 个原子,量子极限稳定性允许在两小时的钟运行中调查 2×10182\times 10^{-18} 的不确定度。经过一个月进行的 11 次测量,两台低温钟的一致性在 (1.1±1.6)×1018(-1.1\pm 1.6)\times 10^{-18} 范围内。除了对基础科学和 SI 秒重新定义的贡献外,这种对高精度钟的快速比较也为相对论大地测量学提供了一种手段。

关键词

引用

@article{arxiv.1405.4071,
  title  = {Cryogenic optical lattice clocks with a relative frequency difference of $1\times 10^{-18}$},
  author = {Ichiro Ushijima and Masao Takamoto and Manoj Das and Takuya Ohkubo and Hidetoshi Katori},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1405.4071},
  year   = {2014}
}