《高精度的鈣離子光頻標》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：高精度的鈣離子光頻標
- 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
時間頻率是目前能最精密測量的物理量之一。由此能實現更精確的時間基準，並進一步檢驗物理規律以及發現新的物理現象。高精度的冷原子光頻標是目前頻率準確度最高的原子時間頻率標準，是國際時間基準重新定義（2019 年）的有力競爭者。開展高精度光頻標的研究，可為我國積極參與新的國際量子計量標準的制定，並爭取更大的發言權提供重要的支持。並在建立起的精密光頻測量平台開展檢驗基本物理規律的初步實驗。.本項目擬採取理論同實驗相結合，在建立的單個40Ca＋離子光頻標測量的經驗的基礎上，開展更高精度40Ca＋離子光頻標的研究。深入研究離子的運動效應、電場和磁場效應和黑體輻射效應等對囚禁冷卻40Ca＋離子的精密譜的影響。同時探討兩個阱中離子光頻的比對，研製更高性能的光頻標，給出高精度的原子光頻測量值。
結題摘要
時間頻率是目前能最精密測量的物理量之一。由此能實現更精確的時間基準，並進一步檢驗物理規律以及發現新的物理現象。高精度的冷原子光頻標是目前頻率準確度最高的原子時間頻率標準，是國際時間基準重新定義的有力競爭者。開展高精度光頻標的研究，可為我國積極參與新的國際量子計量標準的制定，並爭取更大的發言權提供重要的支持。並在建立起的精密光頻測量平台開展檢驗基本物理規律的初步實驗。 本項目通過四年的相關研究，實現了單個鈣離子的穩定囚禁和有效冷卻，單個鈣離子連續囚禁時間達到兩個月，雷射冷卻的離子溫度達到mK量級；實現了離子阱區電場、磁場和環境的精確控制；在此基礎的上實現了Hz量級鈣離子鐘躍遷絕對頻率的測量；並開展了兩個阱中囚禁離子的光頻比對實驗。通過精確測量魔幻射頻囚禁頻率，將離子的微運動引入的頻移不確定度降低至E-19量級；同時將靜態極化率參數不確定度降低一個量級以上，使由靜態極化率引入的黑體輻射頻移不確定度降至E-19量級。通過上述對的外場和環境效應的控制及其克服，將單個鈣離子光頻標的不確定度降低至2.8E-17；通過兩台光頻標的比對，測得穩定度也進入E-17量級；鈣離子光頻率測量值繼2012年後於2015年再次被國際計量局採納，更新了鈣離子的頻率推薦值。
