Podgotovka ansamblya atomov tuliya na razlichnykh kolebatel'nykh podurovnyakh v opticheskoy reshetke

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Мы продемонстрировали детерминистическое возбуждение атомов тулия из основного колебательного состояния потенциала оптической решетки на 1-й и 2-й колебательные подуровни с эффективностью 40 % и 24 %, соответственно. Чистота подготовленных колебательных состояний составляет не менее 93 % в первом и 95 % во втором случае и ограничена как чистотой начального состояния, так и нерезонансным возбуждением несущей частоты часового перехода. Полученные высокие показатели эффективности и качества подготовки атомов на заданном колебательном уровне открывают возможности для характеризации и контроля сдвига частоты часового перехода, обусловленного взаимодействием атомов тулия с полем оптической решетки, что необходимо для достижения точности оптических часов на атомах тулия на уровне 10-17.

References

  1. . K. Beloy, M. I. Bodine, T. Bothwell et al. (Collaboration), Nature 591(7851), 564 (2021).
  2. N. Ohmae, F. Bregolin, N. Nemitz, and H. Katori, Opt. Express 28(10), 15112 (2020).
  3. S. Brewer, J.-S. Chen, A. Hankin, E. Clements, C. Chou, D. Wineland, D. Hume, and D. Leibrandt, Phys. Rev. Lett. 123(3), 033201 (2019).
  4. M. Takamoto, I. Ushijima, N. Ohmae, T. Yahagi, K. Kokado, H. Shinkai, and H. Katori, Nature Photon. 14(7), 411 (2020).
  5. C. Sanner, N. Huntemann, R. Lange, C. Tamm, E. Peik, M. S. Safronova, and S. G. Porsev, Nature 567(7747), 204 (2019).
  6. M. Takamoto, Y. Tanaka, and H. Katori, Appl. Phys. Lett. 120(14), 140502 (2022).
  7. G. Giorgi, T. Schmidt, C. Trainotti et al. (Collaboration), Adv. Space Res. 64(6), 1256 (2019).
  8. A. V. Semenko, A. A. Karaush, D. M. Fedorova, A. N. Malimon, D. V. Sutyrin, S. N. Slyusarev, V. N. Fedotov, S. I. Donchenko, ЖЭТФ 166(4), 475 (2024).
  9. H. Katori, M. Takamoto, V. G. Pal’chikov, and V. D. Ovsiannikov, Phys. Rev. Lett. 91, 173005 (2003).
  10. A. Taichenachev, V. Yudin, V. Ovsiannikov, V. Pal’chikov, and C. W. Oates, Phys. Rev. Lett. 101, 193601 (2008).
  11. H. Katori, K. Hashiguchi, E. Y. Il’inova, and V. D. Ovsiannikov, Phys. Rev. Lett. 103, 153004 (2009).
  12. H. Katori, V. D. Ovsiannikov, S. I. Marmo, and V. G. Palchikov, Phys. Rev. A 91, 052503 (2015).
  13. R. Brown, N. Phillips, K. Beloy, W. McGrew, M. Schioppo, R. Fasano, G. Milani, X. Zhang, N. Hinkley, H. Leopardi, T. Yoon, D. Nicolodi, T. Fortier, and A. Ludlow, Phys. Rev. Lett. 119, 253001 (2017).
  14. F.-F. Wu, Y.-B. Tang, T.-Y. Shi, and L.-Y. Tang, Phys. Rev. A 101, 053414 (2020).
  15. I. Ushijima, M. Takamoto, and H. Katori, Phys. Rev. Lett. 121, 263202 (2018).
  16. A. Golovizin, Opt. Lett. 49(11), 3094 (2024).
  17. A. A. Golovizin, D. O. Tregubov, E. S. Fedorova, D. A. Mishin, D. I. Provorchenko, K. Y. Khabarova, V. N. Sorokin, and N. N. Kolachevsky, Nat. Commun. 12, 5171 (2021).
  18. D. Sukachev, S. Fedorov, I. Tolstikhina, D. Tregubov, E. Kalganova, G. Vishnyakova, A. Golovizin, N. Kolachevsky, K. Khabarova, and V. Sorokin, Phys. Rev. A 94, 022512 (2016).
  19. E. Fedorova, A. Golovizin, D. Tregubov, D. Mishin, D. Provorchenko, V. Sorokin, K. Khabarova, N. Kolachevsky, Phys. Rev. A 102, 063114 (2020).
  20. A. Golovizin, E. Fedorova, D. Tregubov, D. Sukachev, K. Khabarova, V. Sorokin, and N. Kolachevsky, Nat. Commun. 10, 1724 (2019).
  21. А. Головизин, Д. Мишин, Д. Проворченко, Д. Трегубов, Н. Колачевский, Письма в ЖЭТФ 119(9), 645 (2024).
  22. K. Kim, A. Aeppli, T. Bothwell, and J. Ye, Phys. Rev. Lett. 130, 113203 (2023).
  23. T. Bothwell, B. D. Hunt, J. L. Siegel, Y. S. Hassan, T. Grogan, T. Kobayashi, K. Gibble, S. G. Porsev, M. S. Safronova, R. C. Brown, K. Beloy, and A. D. Ludlow, Phys. Rev. Lett. 134, 033201 (2025).
  24. K. Beloy, W. F. McGrew, X. Zhang, D. Nicolodi, R. J. Fasano, Y. S. Hassan, R. C. Brown, and A. D. Ludlow, Phys. Rev. A 101, 053416 (2020).
  25. S. Blatt, J. W. Thomsen, G. K. Campbell, A. D. Ludlow, M. D. Swallows, M. J. Martin, M. M. Boyd, and J. Ye, Phys. Rev. A 80, 052703 (2009).
  26. D. I. Provorchenko, D. O. Tregubov, A. A. Golovizin, and N. N. Kolachevsky, Uspekhi Fizicheskih Nauk 194(11), 1185 (2024).
  27. J. Siegel, W. McGrew, Y. Hassan, C.-C. Chen, K. Beloy, T. Grogan, X. Zhang, and A. Ludlow, Phys. Rev. Lett. 132, 133201 (2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).