We report a frequency measurement of the clock transition of a single ^40Ca^+ ion trapped and laser cooled in a miniature ring Paul trap with 10^-15 level uncertainty. In the measurement, we used an optical frequency comb referenced to a Hydrogen maser, which was calibrated to the SI second through the Global Positioning System (GPS). Two rounds of measurements were taken in May and June 2011, respectively. The frequency was measured to be 411 042 129 776 393.0(1.6) Hz with a fractional uncertainty of 3.9{\times}10^-15 in a total averaging time of > 2{\times}10^6 s within 32 days.
Measuring absolute frequencies beyond the GPS limit via long-haul optical frequency dissemination
全球定位系统(GPS)频率标准的传播目前无处不在,为全世界大多数工业和研究应用提供最广泛的时间和频率参考。另一方面,全球定位系统的极限目前限制了依赖这种传播方案的高精度、科学和工业应用的进一步发展。在这里,我们证明,这些限制可以可靠地克服,即使在实验室中没有本地原子钟取代GPS与642公里长的光纤链接到远程主铯频率标准。通过这种配置,我们在$^{173}$ Yb的超冷气体中稳定地解决了$^1$ S $_0$-$^3$ P $_0$时钟转换,其精度超过了基于GPS的测量的可能性,从而消除了对本地时钟基础设施的需求,以执行超出GPS限制的高精度任务。我们还报告了文献中报道的过渡频率的准确性提高了两个数量级。
GPS constellation search for exotic physics messengers coincident with the binary neutron star merger GW170817
University of Nevada, Reno(内华达大学里诺分校);Nevada Bureau of Mines and Geology(内华达矿业与地质局);Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology(加州理工学院喷气推进实验室)
Optical atomic coherence at the one-second time scale
由于中性原子系综的快速退相干,最高分辨率的激光光谱学通常仅限于单囚禁离子系统。在这里,精密光谱的超冷中性原子限制在一个陷阱的潜力,显示优越的光学相干性,没有任何有害的影响,从运动的自由度,揭示了光学共振线宽在赫兹级具有良好的信噪比。共振品质因数为2.4 x 10^{14},是任何形式的相干光谱学中恢复的最高值。光谱分辨率允许直接观察到在小磁偏置场下87 Sr的1 S 0和3 P0光学钟态的核自旋简并的破坏。这种类似光学NMR的方法允许精确测量两种状态之间的差分Lande g因子。大量原子的集体激发所表现出的光学原子相干性将对量子测量和精密频率计量产生强烈的影响。
Absolute frequency measurement of the 7s$^2$ $^1$S$_0$ $-$ 7s7p $^{1}$P$_1$ transition in $^{225}$Ra
过渡频率测定的过渡Ra在原子束和参考线在碲$_2$分子在一个蒸汽细胞。绝对频率通过光学频率梳相对于GPS稳定的Rb时钟进行校准。测定了$^{225}$ Ra的7s $^2\,^1$ S $_0$(F = 1/2)-7s 7 p $\,^1$ P $_1$(F = 3/2)跃迁为$621\,042\,124(2)\,$ MHz。这些测量结果为设计高效和稳健的激光冷却Ra原子提供了输入,为寻找Ra同位素中的永久电偶极矩做准备。