光学离子时钟中proper time的量子信标

基于原子和离子的光学时钟通过分辨原子运动或不同位置在引力势中所导致的时间膨胀效应，从而实现了前所未有的灵敏度。然而，迄今为止的所有时间膨胀测量都可以有效地解释为相对于经典proper time参数的动力学结果。我们展示原子时钟可以探测到经典proper time动力学描述不足的效应。我们采用哈密顿量形式推导了在谐振约束的钟原子中的时间膨胀效应，并展示了由于真空能引起的二阶多普勒位移(vSODS)、压缩(sqSODS)以及动力学的量子修正(qSODS)如何产生。我们还演示了在原子运动强烈压缩的情况下，离子时钟的演化与运动之间的纠缠可以被观察到，从而实现proper time干涉。我们的结果表明，受约束离子时钟的实验在探测那些需要proper time量子描述才能描述的钟的演化方面是可达的。