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超越偶极跃迁:磁四极跃迁为光学原子钟带来全新机遇

科学探索万象经验2024-06-26

对时间测量精度的不断追求,驱使着物理学家们探索量子力学的奇妙领域。利用原子跃迁的固有稳定性,光学原子钟已成为最精确的计时工具。而在这个领域的最前沿,则是追求超窄线宽和长相干时间,这些特性转化为卓越的原子钟稳定性。

最近,发表在《物理评论快报》上的一项突破性研究,通过在锶原子中的磁四极跃迁中展示微赫兹级的长寿命相干性,精准地实现了这一目标。这一成就对光学原子钟和量子技术的未来具有重大意义。

这项研究报告了锶88原子基态(¹S₀)和亚稳态(³P₂)之间的跃迁,这种跃迁被归类为磁四极跃迁,因为它涉及原子磁形状的变化,而不是电子电荷分布的变化。传统上,光学原子钟由于其与光的耦合更强,而专注于电偶极跃迁。然而,磁四极跃迁由于其预测的超窄线宽,具有巨大的潜力。