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德国联邦物理技术研究所实现超拉姆齐激起

2019-07-17 20:11:20来源:励志吧0次阅读

  要获得原子和份子内部结构的最精确信息,最好方法是利用共振激起它们。但这类激光需要超过一定强度,会对原子内部的电子壳层造成明显改变。近日,德国联邦物理技术研究所(PTB)的科学家通过实验证明,怎样才能避免这类 光移 现象,并证明了以往理论所预测的 超 拉姆齐激起的存在。

  光移 指的是强激光改变了原子能级的位置,而偏移取决于所发出的激光密度和波长。如果想看到未发生量子偏移的原子性质,就必须避免 光移 或对其加以校订。PTB科学家首次在实验中使用一系列经过选择的来激发原子的新方法,消除了光移效应。

  诺曼-拉姆齐提出用脉冲辐射来履行精确丈量,并研发出超精密铯原子钟而取得1989年诺贝尔奖。拉姆齐激起所包括的信息,在发射两束激光期间处于隐态,因此可以把原子看成是处于发生光移和没有光移之间的平均位置。理论上,通过改变激光频率来校正光移是可能的,但从实践角度来看并非如此,因为人们不能事前知道有关原子偏移的信息。直到2010年,有人提出一种叫做 超 拉姆齐激起的方法来解决这个问题。

  研究小组首次通过实验证实了该理论。在 超 拉姆齐激起中,在两束激光之间的 暗中 期间引入第三束密度、频率相同,但相位相反的激光,这第三束激光自动弥补了可能的误差。这些误差来自对光移大小估计不准、光脉冲强度的微小差异等。

  如果能實現原子躍遷的 超 拉姆齊激起,就能探測到極為微小的頻率差異,同時顯示出大的光移。研究小組實驗證明了 超 拉姆齊激起的理論預測,并取得1萬倍的光移抑制。研究人員指出,這為制造更加精確的光學鐿原子鐘消除了障礙,同時這種方法也對那些需要精確控制原子與激光之間相互反應的領域,如量子信息處理領域非常有用。

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