《囚禁冷卻 Li 離子的量子態製備與精密譜測量》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由高克林擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：囚禁冷卻 Li 離子的量子態製備與精密譜測量
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：高克林
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
精細結構常數是表征電磁相互作用強度的物理量，它的精確測定成為物理學重要的基礎研究課題。少電子原子精細能級分裂的高精度測量是確定精細結構常數的重要方法。Li離子只有2個價電子，理論上可進行與精細結構常數相關的精確計算，通過測量Li離子的精細能級分裂確定精細結構常數是重要的可行方案之一。本項目擬採用線形離子阱囚禁Li離子,實現Li離子的感應冷卻,通過精密控制磁場和光場實現離子的量子態調控,用穩頻雷射和飛秒光學頻率梳系統實現對囚禁冷卻Li離子躍遷譜線的精密測量實驗，獲得kHz的測量精度，從而實現在束縛態原子體系中獲得最精確的精細結構常數值α，與其他不同的物理體系中所獲取的α值相比較，對量子電動力學進行驗證。
結題摘要
精細結構常數是表征電磁相互作用強度的物理量，它的精確測定成為物理學重要的基礎研究課題。少電子原子精細能級分裂的高精度測量是確定精細結構常數的重要方法，因此實現少電子原子的冷卻至關重要。鋰離子只有2個價電子，理論上可進行與精細結構常數相關的精確計算，通過測量鋰離子的精細能級分裂確定精細結構常數是重要可行方案之一。然而，鋰離子的雷射冷卻有兩個弊端：一是冷卻光和探測光波長相同或相似，冷卻光會造成很強的本底；二是雷射冷卻和探測所用的離子為亞穩態離子，基態離子會對其加熱。因此必須採取其它的冷卻方式。本項目基於鈣離子成熟的離子囚禁和雷射冷卻技術，利用已建立的線形離子阱裝置，將鈣離子雷射冷卻到“結晶”態，通過鈣離子和鋰離子之間的長程庫侖相互作用耦合兩者的運動模式，實現了鋰離子的協同冷卻，基本完成了項目的預定目標，同時，協同冷卻的實現為利用囚禁鋰離子的精密譜進行精細結構常數確定奠定了重要的實驗基礎。
