Исследование лазерного охлаждения атомов магния в магнито-оптической ловушке до ультранизких температур (<10 мкК) для нового поколения оптических часов с погрешностью 10^-15 – 10^-16

Номер гранта:05-02-16597
Область научного знания:физика и астрономия
Тип конкурса: («а» (до 2016))(«а») инициативные научные проекты
Год выполнения:2005г.
Руководитель: Гончаров А.Н.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

В настоящее время в связи с развитием работ по атомной оптике, фемтосекундному синтезатору, микроволновым стандартам частоты на основе фонтанов цезия и рубидия сложилась довольно уникальная ситуация в области исследований, направленных на создание нового поколения квантовых стандартов частоты. Микроволновые стандарты (на основе фонтана Cs и Rb) демонстрируют наивысшую точность порядка 2 10^–15. В тоже время, развитие работ по фемтосекундной лазерной метрологии позволяет легко передавать параметры стандарта из оптического диапазона в радиочастотный, что, при наличии оптического стандарта с точностью, превышающей точность микроволновых стандартов, позволит значительно легче перейти на оптический первичный стандарт частоты. В настоящий момент приобретают особую важность работы по созданию оптических стандартов на основе узких оптических переходов ультра холодных атомов и одиночных ионов, которые должны быть, как минимум на порядок, более точными по сравнению с микроволновыми стандартами. Требуемая точность стандарта должна быть не хуже 10^-15. Схемы уровней щелочноземельных элементов Mg и Ca являются многообещающими для создания оптических стандартов частоты. Естественные ширины интеркомбинационного перехода 1S0 – 3P1 равны 30 и 300 Гц для магния и кальция соответственно. Эти узкие, «часовые» переходы могут служить реперами для стабилизации частот лазеров. Наличие сильного, замкнутого перехода 1S0 – 1P1 позволяет эффективно охлаждать и захватывать атомы магния и кальция в магнито-оптические ловушки (МОЛ). Использование второго этапа охлаждения на переходе 1S0 – 3P1, так называемого «quenching cooling», позволяет охлаждать эти атомы до температур порядка 10 мкК и существенно уменьшить влияния систематических ошибок на точность оптического стандарта частоты. В настоящий момент ансамбли из 10^5 – 10^6 ультрахолодных атомов магния и кальция, захваченных в МОЛ, являются одними из основных кандидатов для создания оптического стандарта частоты с погрешностью 10^-15 – 10^-16. Создание стандартов частоты с таким уровнем точности открывает возможность постановки и проведения фундаментальных физических экспериментов, например, по проверке постоянства фундаментальных физических констант. При реализации проекта планируется проведение исследований по созданию МОЛ с атомами магния и охлаждению атомов Mg до температур в диапазоне десятков мкК.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

На первом этапе работы над проектом была разработана конструкция высоко-вакуумной и магнитной систем магнито-оптической ловушки для атомов магния. Проведены расчеты влияния градиента магнитного поля на характеристики ансамбля захваченных в ловушку атомов магния. Экспериментальные исследования Nd:YVO4 лазера с диодной накачкой на длине волны 914 нм были проведены с целью получения одночастотного перестраиваемого по частоте излучения для экспериментов с атомами магния.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 29.03.2024.
Помог ли вам материал?
0    0