为了进一提高光学原子钟的精度,Nature杂志今日背靠背发表2篇论文。除了上一篇论文之外,Adam M. Kaufman等人也同时独立报道了一种新策略,量子计量和仿真的关键要求是,需要控制和保持有效的量子两级系统或量子位的大型集成中的相干性。 实现这些特征的一种方法是使用中性原子,因为它们本质上是相同的,并且在其基态中具有弱和短距离的相互作用。然而,同时实现这些特性仍然是凝聚态物理领域的关键挑战。
有鉴于此,Adam M. Kaufman等人利用光学镊子俘获碱土金属原子Sr-88技术,引入一种混合方法来定制阵列光势,可以快速加载原子,并实现高保真状态和定点分辨读数,以实现更性能光学钟工作。
基于这种方法,研究人员在大约150个原子的集合体中实现了超过40秒的陷波和光学时钟激发态寿命。这导致在光学钟跃迁上产生半分钟的原子相干,对应的质量因数远远超过1016。这些相干时间和原子数将量子噪声的影响降低到与当前最顶级的光学原子体系相当的水平。
这项研究为光学原子钟的高性能工作提供了新的策略,为科学家在可调控的原子阵列中实现长寿命纠缠光学时钟铺平了道路。
参考文献:
Aaron W. Young et al. Half-minute-scale atomic coherence and high relative stability in a tweezer clock. Nature 2020, 588, 408–413.
https://www.nature.com/articles/s41586-020-3009-y