碳样 Ca¹⁴⁺ 激发态的磁性质
原子物理
2025-09-11 v1
摘要
我们测量了激发态 ³P₁ 中 Ca¹⁴⁺ 离子的 g 因子，值为 g = 1.499032(6)，相对不确定性为 4×10⁻⁶。磁场大小由同一线性 Paul 陷阱中与高度电子 Ca¹⁴⁺ 离子共捕获的 Be⁺ 离子的泊曼分裂决定。进一步实验确定了 ³P₀ - ³P₁ 时钟跃迁的二级泊曼系数 C₂。对于 m_J=0→m_J'=0 的跃迁，得到 C₂ = 0.39±0.04 Hz·mT⁻²，这是目前已报告的最小值。这一结果确认了高度电子离子对高阶泊曼效应的低灵敏度特性，使其成为高精度光钟的理想候选。实验结果与我们先进的电子结构计算结果良好一致，说明频率相关的布里特项、负能态和量子电动力学效应对磁矩具有重要影响。
引用
@article{arxiv.2502.18926,
title = {Excited-state magnetic properties of carbon-like $\text{Ca}^{14+}$},
author = {Lukas J. Spieß and Shuying Chen and Alexander Wilzewski and Malte Wehrheim and Jan Gilles and Andrey Surzhykov and Erik Benkler and Melina Filzinger and Martin Steinel and Nils Huntemann and Charles Cheung and Sergey G. Porsev and Andrey I. Bondarev and Marianna S. Safronova and José R. Crespo López-Urrutia and Piet O. Schmidt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18926},
year = {2025}
}