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国家授时中心锶原子光频标研制获进展

导读: 近日,中国科学院国家授时中心研究员常宏带领的锶原子光频标研究小组与华东师范大学教授武海斌合作在锶原子组间跃迁频率精密测量及其应用于原子速度分布精密测量方面取得了重要进展。

  近日,中国科学院国家授时中心研究员常宏带领的锶原子光频标研究小组与华东师范大学教授武海斌合作在锶原子组间跃迁频率精密测量及其应用于原子速度分布精密测量方面取得了重要进展。美国物理联合会学术期刊AIP advances在线发表了题为Precision measurement of transverse velocity distribution of a strontium atomic beam 的研究论文,报道了他们对锶原子四种天然同位素组间跃迁频率的精确测量值,以及利用光频测量实现了对原子束横向速度分布的精确测量结果。

  近年来,应用原子或离子很窄的光学频率跃迁谱线实现的光频标取得了飞速发展,目前国际上实现的最高精度原子频标是锶原子光频标,其不确定度达到了10-18量级,未来的时间单位“秒”将通过光频标重新定义和复现。锶原子的组间跃迁有着能级寿命长和谱线线宽窄等特点,在锶原子光频标的实现中有着重要的应用,如原子的深度冷却。同时,锶原子独特的物理特性在冷原子物理,如玻色-爱因斯坦凝聚、以及其他精密测量中都有着重要的研究价值。

  科研人员利用国家授时中心研制的锶原子光频标装置和窄线宽激光器,借助飞秒光梳系统,以国家授时中心产生的频率基准信号作为参考,在国际上首次实现了全面对锶原子四种天然同位素5s5s1S0--5s5p3P1组间跃迁频率的精确测量。利用该研究平台,通过对光学频率的精确测量,研究人员实现了对原子束中原子横向运动速度的精密测量,研究显示其横向速度分布并非通常的玻尔兹曼分布,其结果将为研制高性能光频标提供重要参考。

  研究工作得到了国家自然科学基金相关项目、中国科学院仪器装备研制项目、中国科学院院重点部署项目的资助。

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