В.Д. Овсянников1, В.Г. Пальчиков2, Х. Катори3
1 Воронежский государственный университет, 394006, Воронеж,
2 ФГУП “ВНИИФТРИ”, Менделеево, Московская область,
3 Университет в Токио, Bunkyo-ku, 113-8656, Япония
«Альманах современной метрологии» № 1 (2) 2015, стр. 19–42
УДК 539.184.27
Достижения в разработках оптических стандартов частоты с неопределенностью воспроизведения единиц времени и частоты на уровне 10–17 — 10–18 требуют беспрецедентной точности в оценке роли неопределенностей высших порядков, обусловленных влиянием оптической решетки на сдвиг частоты «часового перехода». В настоящей статье мы предлагаем систематический расчет вкладов мультипольных, нелинейных, ангармонических эффектов в бюджет неопределенности часов на основе оптических решеток для щелочноземельно-подобных атомов Sr, Yb и Hg.
Ключевые слова: оптические стандарты частоты, «магические» длины волн, эффект Штарка, поляризуемости, отстройки частоты.
Цитируемая литература
1. Chou C.W., Hume D.B., Koelemeij J.C.J., Wineland D.J. and Rosenband T. Frequency ratio of Al+ and Hg+ single-ion ooptical clocks; metrology at the 17th decimal place // Phys. Rev. Lett, vol. 104, 070802 (2010).
2. Bloom B.J., Nicholson T.L., Williams J.R., Campbell S.L., Bishof M., Zhang X., Zhang W., Bromley S.L., Ye J. An optical lattice clock with accuracy and stability at the 10–18 level. Nature, vol. 506, 71 (2014).
3. Westergaard P.G., Lodewyck J., Lorini L., Lecallier A., Burt E.A., Zawada M., Millo J. and Lemonde P. Lattice-Induced Frequency Shifts in Sr Optical Lattice Clocks at the 10−17 Level // Phys. Rev. Lett, vol. 106, 210801 (2011).
4. Barber Z.W., Stalnaker J.E., Lemke N.D. et al. Optical lattice induced light shifts in an Yb atomic clock // Phys. Rev. Lett, vol. 100, 103002 (2008).
5. Yi L., Mejri S., McFerran J.J., Le Coq Y. and Bize S. // Phys. Rev. Lett, 106, 073005 (2011).
6. Ovsiannikov V.D., Pal’chikov V.G., Taichenachev A.V., Yudin V.I. and Katori H. Multipole, nonlinear, and anharmonic uncertainties of clocks of Sr atoms in an optical lattice // Phys. Rev. A, vol. 88, 013405 (2013).
7. Manakov N.L, Ovsiannikov V.D. and Rapoport L.P. Atoms in a laser field // Phys. Rep, vol. 141, p. 319 (1986).
8. Katori H., Takamoto M., Pal’chikov V.G. and Ovsiannikov V.D. Ultrastable optical clock with neutral atoms in an engineered light shift trap // Phys. Rev. Lett, vol. 91, 173005 (2003).
9. Taichenachev A.V., Yudin V.I., Ovsiannikov V.D., Pal’chikov V.G. and Oates C.W. Frequency shifts in an optical lattice clocks due to magnetic-dipole and electric-quadrupole transitions // Phys. Rev. Lett, vol. 101, 193601 (2008).
10. Taichenachev A.V., Yudin V.I., Ovsiannikov V.D. and Pal’chikov V.G. Optical lattice polarization effects on hyperpolarizability of atomic clock transitions // Phys. Rev. Lett, vol. 97, 173601 (2006).
11. Takamoto M., Katori H., Marmo S.I., Ovsiannikov V.D. and Pal’chikov V.G. Prospects for optical clocks with a blue-detuned lattice // Phys. Rev. Lett, vol. 102, 063002 (2009).
12. NIST Atomic Spectra Database (version 4.1) / Ralchenko Yu. [et al] // NIST ASD Team National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD. [Online]. Available at: http://physics.nist.gov/asd
13. Simons G. New model potential for pseudopotential calculations // J. Chem. Phys, vol. 55, p. 756 (1971).
14. Kostelecky V.A. and Nieto M.M. Analytical wave functions for atomic quantum-defect theory // Phys. Rev. A, vol. 32, p. 3243 (1985).
15. Djerad M.T. Atomic parameters for transitions involving Rydberg states of singly ionized alkaline earths // J. Physique II, 1991, vol. 1, p. 1 (1991).
16. Celik G., Ates S., Ozarslan S. and Taser M. Transition probabilities, oscillator strengths and lifetimes for singly ionized magnesium // J. Quant. Spectrosc. & Radiat. Transfer, vol. 112, p. 2330 (2011).
Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.