2009年4月17日
物理家测量并控制中原子-反社会原子类间似禁止碰撞先进技术有可能大大提升原子时钟精度 基于数以百计或千计中性原子
亚博老虎机网登录4月17日杂志Science*描述研究是在JILA联合学院完成国家标准技术学院科罗拉多大学博尔德
NIST/JILAJun Ye表示,“这是对时钟碰撞效果最精确测量之一”,他的原子时钟设计使科学家能够“直达极小效果”。
新技术使JILA声波时钟比去年报告结果精确50%,因此它现在三亿多年内既不会增益也不会减一秒这种方法还可以适用于基于中性原子的许多其他原子时钟
论文合笔者包括邻近NIST-Boulder的科学家,他们通过光纤电缆提供原子时钟信号,作为JILA测量的“规则者”,马里兰联合量子学院的一名NIST理论家帮助解释碰撞发生的原因
JILA时钟是全世界开发中数代原子时钟之一实验时钟基于各种原子和设计,从单离子(电荷原子)到千中原子尚不清楚哪个设计最优并选择未来国际时间标准
最新JILA工作帮助消除基于中性原子集合的时钟设计重大退步多原子的存在提高时钟精度和信号 基于电位振荡或原子中“滴答数”原子间无节制交互作用可干扰内部能量状态并移动时钟数秒秒数,降低整体精度
按照量子物理规则 发热无法同时占用 相同的能量状态和位置因此,fermions,如同质原子集合,不应相撞近两年来叶氏研究组提高声波时钟性能后 开始观察时钟频率小变 因原子碰撞极精度他们的时钟于2008年揭晓(http://www.nist.gov/public_affairs/klock/clock.html)使小组能够系统测量分钟交互作用,包括测量过程本身的动态效果,并显著减少时钟操作中由此产生的不确定性
问题题:为什么fermions实际相撞?理解频率移位的原因 并实现零移位[此结果]不改变理论值来自实用可能性:我们可以控制多粒子交互性。”
最新实验中JILA时钟包含约2千分位原子冷却几微Kelvin温度(几百万分之零以上)并困在多层光线交叉模式中,即光栅状装像堆饼或水井大约30原子聚集在每口井中,这些相邻原子有时相撞
叶氏组发现,位于同一井相距点的两个原子向激光脉冲方向稍有变化,用以将原子从一能级推向二能级非异式交互光刺激原子不均匀不同内部状态中的 strontium原子不再完全完全相同,并变得足够易辨相冲突,如果给予足够时间的话。差分效果可以通过使原子更冷化或提高陷阱深度来抑制
原子碰撞概率取决于原子联想变异程度JILA科学家确定,当原子兴奋度介于地面状态和较强振荡状态之间时,时钟频率相碰撞变换为零知识使科学家能够减少或甚至消除对时钟输出重大校正的需要,从而提高精度
亚博老虎机网登录科学中描述的发现也适用于时钟使用原子称为bosons, 与fermion不同,这些时钟可同时存在于同一个地点和能量状态中包括NIST-F1类时钟,NIST波尔德操作民用时频标准以bosons为例,光物质交互作用变化会减少碰撞概率(而不是增加)。
除原子时钟外,JILA高精度悬浮实验搭建在其他需要精密控制原子的应用中预期会有用,例如量子计算极强计算机基于量子物理模拟提高理解超导性等其他量子现象
亚博老虎机网登录科学描述研究得到了NIST、国家科学基金会、海军研究局和国防高级研究项目局的支持。来自丹麦Niels Bohr学院JILA客座教授做出了重要贡献,帮助解释碰撞发生的原因Ye也是CU物理联合教授
G.K.CampbellM博伊德JW汤姆森MJ马丁市布拉特MD燕子阵列尼克松市Fortier公司Oates S.A.DidamsND莱姆克市奈顿市Julienne,Jun Ye和A公元前路德洛2009年极冷Fermions之间的试探交互亚博老虎机网登录科学4月17日