Подготовка ансамбля атомов тулия на различных колебательных подуровнях в оптической решетке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

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.

Об авторах

К. О. Бабичев

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский квантовый центр; Московский физико-технический институт

Email: babichev.ko@phystech.edu
Москва, Россия; Москва, Россия; Долгопрудный, Россия

Д. И. Проворченко

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский квантовый центр

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. А. Мишин

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский квантовый центр

Москва, Россия; Москва, Россия

Д. О. Трегубов

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский квантовый центр

Москва, Россия; Москва, Россия

А. А. Головизин

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский квантовый центр

Email: artem.golovizin@gmail.com
Москва, Россия; Москва, Россия

Н. Н Колачевский

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН; Российский квантовый центр

Москва, Россия; Москва, Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

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).