- Ytterbium 원자의 새로운 클록 실시간 바카라 사이트의 경우, 세계 최초의 직접 여기의 절대적 절대 빈도는 최대 12 자리까지 측정됩니다
- 기존 시계 전환과 동시에 작동하여 광 격실시간 바카라 사이트의 정확도가 향상됨
- 더 많은 정밀 분광법은 시변 미세 구조 상수 및 암흑 물질 검색과 같은 새로운 경로를 열어줍니다
ytterbium 원자 (YB)의 기존 시계 전환을 새로운 클록 전환과 비교함으로써 광학 격실시간 바카라 사이트에서 높은 정확도를 달성하고 초의 정의 수정에 기여하는 것을 목표로합니다
연구원 Kawasaki EIO, 물리 측정 표준 연구 부서, 물리 측정 표준 연구 부서, 물리 측정 표준 연구 부서, 바카라 커뮤니티 (이하 "AIST"라고 함), 시간 표준 연구 그룹, 시간 표준 연구 그룹, Kobayashi Takumi, 니시 야마 마스카, 니시마 마스카 (Nishiama Masi), TATEICO MASI, 및, TAKEIDA MASI, 및, TAKEYAMO MASI 및 연구 그룹의 이사는 431 nm의 Ytterbium 원자 파장을 가지고 있습니다클럭 전환의 직접 여기를 관찰했습니다 세계에서 처음으로 주파수의 절대 값을 성공적으로 측정했습니다 Ytterbium 원자는 주파수의 절대 값이 이미 알려진 곳에서 또 다른 클록 실시간 바카라 사이트를 가지고 있습니다광학 격실시간 바카라 사이트로 새겨진 시간 주파수에 대한 참조로 사용됩니다 절대 주파수로 측정 된 시계 실시간 바카라 사이트를 광학 격자 클록에 통합함으로써 환경 교란으로 인한 시간 표준의 변동을 줄이고 정확도에 기여할 수 있습니다
클록 전환은 1MHz 미만의 공진 주파수 너비로 매우 좁으며 실험적으로 관찰하기 위해서는 "사막에서 바늘을 찾는 것"과 비교하기가 어렵습니다 그 빈도의 절대 값을 아는 것은 "손"의 한 위치의 "좌표"를 알고 다른 사람이 시계 전환을 관찰 할 수있는 강력한 단서를 제공하는 것입니다 새로운 시계 전환 주파수의 절대 값을 측정하고 게시함으로써 전 세계의 광학 격실시간 바카라 사이트 개발자는이 시계 전환을 쉽게 관찰하고 사용할 수 있습니다 결과적으로, 전 세계 광학 격실시간 바카라 사이트의 정확성을 향상시키는 연구는 두 번째를 재정의하려는 노력을 가속화 할 것으로 예상됩니다
이 관찰의 세부 사항은 2023 년 6 월 15 일 (East Daylight Time)에 게시됩니다물리 검토 A잡지에 게시
현재 국제 유닛 (SI)의 시간 단위 "초"는 세슘 원실시간 바카라 사이트에 의해 실현되며, 이는 전자 레인지의 빈도를 참조합니다 한편, 빛의 주파수, 특히 Ytterbium 원자를 사용한 Ytterbium 광학 격실시간 바카라 사이트에 기초한 광학 격자 클록은 세슘 원실시간 바카라 사이트보다 2 배 더 높은 정확도를 가지며 재정의 초를위한 유망한 후보로 간주됩니다
이 Ytterbium 광 격자 시계에 사용 된 578 nm의 클럭 전환은 전자기장 및 온도와 같은 환경 교란에 덜 취약하며, 안정적인 주파수 표준을 달성하는 데 적합합니다 그러나 최근 몇 년 동안 실시간 바카라 사이트 주파수의 측정 정확도가 향상됨에 따라 온도와 같은 환경의 약간의 변화가 측정 된 실시간 바카라 사이트 주파수에 영향을 미친다는 것이 발견되었습니다 이것은 Ytterbium 광학 격자 클록의 장기 사용에있어 주요 과제입니다 이 문제에 대한 한 가지 해결책은 환경 변화에 매우 민감한 다른 전환 빈도를 정확하게 측정하고 환경 교란의 영향을 교정하는 것입니다 431 nm의 파장에서 새로운 클록 실시간 바카라 사이트 (참조 1)의 최근 직접 관찰은 환경 교란에 취약한 것으로 알려져 있으므로이를 사용하는 것은 문제에 대한 유망한 솔루션으로 간주되었습니다 따라서 전 세계 Ytterbium 광학 격자 시계 개발자는 새로운 클록 전환에 대한 정확한 주파수 측정을 위해 필요했습니다
AIST는 578 nm의 클럭 전환을 사용하여 Ytterbium 광 격실시간 바카라 사이트를 개발했으며 80% 이상의 작동 속도 (세계 최고)에서 몇 개월 동안 운영하고 있습니다 이 광 격자 클록은 표준 주파수 장치 (NMIJ-YB1)로 사용됩니다국제 원자 시간 (TAI)의 교정에 기여했습니다 3 년 이상 (2020 년 11 월 3 일에 발표 된 Aisode Press)
이 광학 격자 시계의 정확도를 더욱 향상시키기 위해 431 nm의 파장에서 클록 실시간 바카라 사이트의 절대 주파수를 측정하기 위해 노력하고 있습니다
이 연구는 JSPS 연구 제휴 연구 활동 시작 지원 (2021-2022) (21K20359), 근본적인 연구 B (2022-2024) (22H01161), 근본적인 연구 C (2022-2024) (22K04942), JST Imperment Project (2022-2028)에 의해 지원되었습니다 (JPMJFR212S), JST Future Society Creation Project (2018-2027) (JPMJMI18A1) 및 광학 과학 및 기술 연구 프로모션 재단 (2022-2023)
Ytterbium은 자연스럽게 7 유형입니다안정적인 동위 원소가 있습니다 AIST에 의해 개발 된 Ytterbium 광학 격실시간 바카라 사이트는 Ytterbium 171 원자 중 하나입니다 (171yb) 클럭 전환에서 578 nm정밀 분광법를 수행하여 실현됩니다 주파수 표준 (NMIJ-YB1)으로 사용됩니다 431 nm에서 동일한 ytterbium 171 원자의 클럭 실시간 바카라 사이트를 자극하기 위해, 우리는 431 nm의 파장을 갖는 새로운 레이저를 개발하여 독점 주파수 안정화 시스템을 사용하여 주파수를 안정화시키고 라인 너비를 약 1 Hz로 좁 힙니다 이 레이저 및 시간 주파수 국가 표준UTC (NMIJ)andhikocom를 사용하여 해당 주파수의 절대 값을 측정 할 수있는 시스템을 구축했습니다
클록 실시간 바카라 사이트를 검색 할 때, 레이저 냉각시 및 30 μk의 극저온 온도로 포획 된 Ytterbium 171 원자를 상기 기술 된 여기에 기술 된 여기서 안정화 된 레이저와 조사하여 여기 된 원자를 검출 하였다 여기 원자의 수에 해당하는 신호의 이러한 변화를주의 깊게 관찰함으로써, 우리는 431 nm의 파장에서 클록 실시간 바카라 사이트의 절대 주파수를 성공적으로 측정 하였다 그림 1은 절대 주파수의 정확한 결정을위한 상세한 분광 측정 결과를 보여줍니다 여기 레이저 주파수와 원자 실시간 바카라 사이트 주파수가 일치한다는 점에서 신호가 증가합니다 이 실시간 바카라 사이트의 여기 상태는 전자의 회전 운동의 배향에 따라 여러 하위 구조를 갖고, 4 개의 피크는 해당 하위 구조에 해당한다 얻어진 스펙트럼 모양은 이론적 곡선으로 장착되었고 중심 주파수는 431 nm의 파장으로 클럭 실시간 바카라 사이트의 절대 주파수를 결정하기 위해 4 개의 피크의 평균 값으로 계산되었다 이런 식으로,지면 상태 원자가 431 nm의 클럭 실시간 바카라 사이트에 대한 대상 여기 상태에 직접적으로 여기 될 때 실시간 바카라 사이트 주파수의 절대 값이 정확히 측정되는 전환 주파수의 절대 값은 세계에서 처음입니다
그림 1 공진 431 nm 광으로 조사 할 때 원자 반응 빨간색 선은 태양 흑점의 4 개의 가우시안 기능의 적합이며, 파란색 선은 착용감에서 결정된 4 개의 피크 주파수의 평균입니다 회전 화살표와 자석은 4 개의 하위 구조에 해당하는 전자의 회전 운동 및 해당 자기 특성을 나타냅니다 (그림은 용지 그림에서 수정 됨
그림 2는 431 nm 에서이 시계 실시간 바카라 사이트 주파수의 5 가지 절대 측정 결과를 보여줍니다 이 다이어그램은 반복 측정의 재현성을 보여줍니다 결과적으로 431 nm의 파장에서 클럭 실시간 바카라 사이트의 절대 주파수는 (695 171 054 858 ± 8) kHz (상대 불확실성 1 × 10-11)로 결정되었습니다 이 주파수 측정의 불확실성은 40 년 전에 이루어진 간접 측정 (참조 2)의 불확실성에 비해 1/10 000만큼 크게 감소했습니다
그림 2 일부 주파수 측정의 분포 녹색 선은 평균을 나타내고 녹색 대역은 전반적인 불확실성을 나타냅니다 (그림은 종이 그림의 수정 된 버전입니다)
이 결과는 431 nm 파장의 클럭 실시간 바카라 사이트를 사용하여 전 세계의 모든 사람이 분광법을 수행 할 수 있습니다 그리고 10 상대적 불확실성-16기계 (현재 국제 원자 시간 불확실성)와 같은보다 정확한 분광법으로가는 길을 깨기 이 실시간 바카라 사이트의 정밀 분광법은 광학 격자 시계의 정확도를 향상시킬뿐만 아니라 다음을 포함한 다양한 기본 물리 연구에도 적용될 것으로 예상됩니다
- 일반적으로미세 구조 상수변경, 클록 실시간 바카라 사이트 주파수는 이론적 비례 상수입니다K이것K의 값 클럭 전환에 따라 다르며 새로운 클럭 전환은 중성 원자의 클럭 실시간 바카라 사이트에 가장 큽니다K, 그러나 여전히 기존 시계 전환이 있습니다K의 값 반대 부호보다 작은 주문입니다 새로운 클록 실시간 바카라 사이트의 주파수를 이전 클록 전환의 주파수와 비교함으로써 미세 구조 상수의 시간 변화를 탐색 할 수 있습니다
- 위의 것은 또한 미세 구조 상수와의 결합을 통해 초경량 암흑 물질을 탐색합니다 탐험되지 않은 질량의 영역에서 검색으로 이어질 것으로 예상됩니다 (Aisotech Press 발표 2022 년 12 월 8 일)
Ytterbium Atoms는 광학 격자에 캡처되며, 새로운 클록 실시간 바카라 사이트의 주파수는 광학 격자를 형성하는 빛으로 변하지 않는 파장입니다매직 파장정확하게 결정하십시오 이로 인해 10-16그 정도까지보다 정확한 분광법을 수행합니다 또한 광학 격실시간 바카라 사이트에서 578 nm 및 431 nm의 2 개의 클럭 전환을 동시에 운영하여 환경 교란의 영향을 추정하고 광학 격실시간 바카라 사이트의 정확도를 더욱 향상시키고 초의 정의의 개정에 기여합니다
게시 된 잡지 :물리 검토 A107, l060801 (2023)
4f14 6S2 1S 0-4f135D6S2(J= 2) 431 nm에서 시계 전환171yb
저자 : Akio Kawasaki, Takumi Kobayashi, Akiko Nishiyama, Takehiko Tanabe 및 Masami Yasuda
doi : 101103/physreva107l060801
1) T Ishiyama, K Ono, T Takano, A Sunaga 및 Y Takahashi,물리 검토 편지, 130 (15) : 153402 (2023)
2) S Ahmad, I Machado 및 G Saksena,Spectrochimica Acta 파트 B : 원자 분광법, 35 (4) : 215 (1980)