十一运夺金必中:新型原子鐘實現“鑷子”操控

十一运夺金技巧算法 www.xbwty.com 發布日期:2019年11月5日

美國國家標準與技術研究院(NIST)和科羅拉大學聯合實驗室JILA的研究人員展示了一種新型原子鐘設計,使用激光“鑷子”捕獲、控制和隔離原子,并提供了利用量子物理學來提升時鐘性能的可能性。該成果發表在2019年9月出版的《科學》雜志中。?

鑷子鐘在96%的運行時間內能夠實現性能自我驗證,因為它幾乎不需要?;醋急感略?,并且原子之間隔離的很好,因此它們相互干擾的可能性很小。

在新一代原子鐘中,原子“滴答”于兩個能級之間時的激光顏色或頻率更穩定。鑷子鐘捕獲和控制原子以維持滴答的穩定性,并在不丟失原子的情況下檢測到這種行為,因此可多次重復使用相同的原子,而無需重新持續加載新原子。

NIST和JILA的研究人員多年來一直致力于建造新一代原子鐘。這些鐘以光頻率工作,光頻率遠高于基于微波頻率的當前時間標準。這項研究有助于為將來秒的國際重新定義做準備。光鐘還能應用于基于重力測量地球形狀(大地測量),尋找被認為構成宇宙大部分物質的暗物質,以及擴展量子信息科學。

像普通金屬鑷子一樣,激光鑷子可以實現精準控制,使研究人員能改變原子之間的間距并調整其量子特性?;讜毒嗬胍材芄亓猶匭緣牧孔酉窒?,用光鑷子 “糾纏”兩個原子。鑷子用于激發原子,使其電子與原子核的結合弱化。這種“蓬松”狀態使處于相反內部磁性態(向上和向下自旋)的原子更易捕獲,然后,利用自旋交換過程使原子糾纏。量子糾纏能提高測量靈敏度,從而提高鐘的精度。

研究小組現在計劃建造一個更大的鐘并正式評估其性能。具體來說,研究人員計劃使用更多的鑷子和原子(大約150個原子)。同時增加糾纏,以提高鐘的靈敏度和性能,也許在單獨應用中可以提供一個量子計算和模擬的新平臺。

這項研究得到美國陸軍研究辦公室,空軍科學研究所,國防先進研究項目機構,JILA國家科學基金會物理前沿中心和NIST的支持。

JILA/NIST的研究人員正在對鑷子光鐘中操控和冷卻鍶原子的激光配置進行調整
JILA/NIST的研究人員正在對鑷子光鐘中操控和冷卻鍶原子的激光配置進行調整

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原文版權歸美國國家標準與技術研究院(NIST)和JILA實驗室所有,源自:NIST網站