项目来源：国家自然科学基金委

项目名称：镱光钟跃迁几率的无破坏测量

项目编号: 91536104

项目负责人：吕宝龙

项目摘要：镱原子光钟是目前精度最高的光钟之一。原子光钟可以同时探询多个原子，其量子投影噪声远低于离子光钟。然而，原子光钟的这一优势还远未发挥出来，长期频率稳定度主要受限于Dick效应。抑制Dick效应的一个有效途径是尽量减少冷原子的制备时间，从而提高原子探询的占空比。关于钟跃迁的跃迁几率的探测，传统的共振荧光法是一种加热原子并使其丢失的破坏性测量；光钟必须花费一定的时间重新制备足量的冷原子。本项目针对Yb光钟提出并将实现跃迁几率的无破坏测量。基本思路是以Mach-Zender干涉仪的方式测量基态原子的相移。项目的特色在于选择了弱互合跃迁进行探测。相对于强跃迁，弱互合跃迁不仅有更强的相移信号，而且对原子的加热效应非常微弱，从而使几乎所有原子得以保存在光晶格中。该无破坏测量技术未来应用于Yb光钟，将大幅度减少冷原子制备时间，使占空比达到0.8以上，进而使稳定度达到E-18所需的平均时间缩短一个数量级。