1 柏林洪堡大学,Newtonstr。 15,12489 柏林,德国 2 亥姆霍兹研究所美因茨约翰内斯古腾堡大学美因茨分校,55128 美因茨,德国 3 加州大学伯克利分校物理系,94720-7300,美国 4 新南威尔士大学物理学院,悉尼 2052,澳大利亚 5 斯坦福大学 HEPL 物理系,452 Lomita Mall,斯坦福,加利福尼亚州 94305,美国 6 Atomic Developers,2501 Buffalo Gap Rd #5933,阿比林,德克萨斯州 79605,美国 7 威斯康星大学麦迪逊分校物理系,麦迪逊,WI 53706,美国 8 国家标准与技术研究所,博尔德,科罗拉多州 80305,美国宇宙数学(WPI),东京大学高等研究院,东京大学,柏,千叶 277-8583,日本 10 悉尼大学物理学院,新南威尔士州 2006,澳大利亚 11 JILA,国家标准与技术研究所和科罗拉多大学,科罗拉多大学博尔德分校物理系,科罗拉多州 80309-0440,美国 12 加州理工学院喷气推进实验室,帕萨迪纳,加利福尼亚州 91109,美国 ∗ 任何通讯作者请致函。
深空原子钟 (DSAC) DSAC 是一种微型、超精密的汞离子原子钟,在 OTB 上托管时,将发射到地球轨道以展示其单向导航的功能和实用性。DSAC 将进行为期一年的演示,以提供下一代深空导航和无线电科学任务所需的时间和频率稳定性,并可能为未来的全球定位系统提供所需的时间和频率稳定性。DSAC 由加州理工学院喷气推进实验室 (JPL) 为美国宇航局空间技术任务理事会的技术演示任务计划开发。
光学原子钟和光学时间传输的最新进展为基础物理测试和计时应用的精密计量提供了新的可能性。这里我们描述了一个太空任务概念,该概念将把最先进的光学原子钟放置在地球偏心轨道上。高稳定性激光链路将把轨道航天器的相对时间、范围和速度连接到地面站。这次任务的主要目标是测试引力红移,这是广义相对论的经典测试,灵敏度是当前极限的 30,000 倍。其他科学目标包括其他相对论测试、增强对暗物质和基本常数漂移的搜索,以及建立高精度国际时间/测地线参考。1. 简介
量子态的检测可能涉及该状态的破坏。量子物理定律是目前限制新一代光学原子钟稳定性的一个因素,这可能会重新定义秒,即时间的 SI 单位。解决其稳定性问题的一个潜在解决方案是使用量子纠缠。纠缠允许两个原子或离子表现出彼此相同的属性,而无需物理连接。这意味着可以观察其中一个原子或离子的状态,而不会破坏另一个原子或离子的状态。该项目将使用基于量子纠缠的技术来提高光学原子钟的短期稳定性,超越目前的限制。研究结果将提高基于可扩展纠缠的精密光谱学,并对加速度计、重力仪、陀螺仪和磁力仪等更广泛的量子传感器产生直接影响。
在评估频率标准时,有三个指标可以对其进行表征。它们是标准的稳定性、可重复性和准确性。在描述频率标准时,这三个术语具有特殊含义,不能互换使用。频率标准的稳定性描述了振荡(或时钟)频率随时间变化的程度。稳定的振荡器是指所有振荡在时间上间隔相等的振荡器。然而,稳定性并没有说明时钟的实际振荡频率,它只是描述了它的恒定程度。从历史上看,稳定性是通过使用从钟摆到氢原子钟、研究级石英振荡器到较新的低温蓝宝石振荡器以及现在的激光器的设备来实现的。可重复性描述了一组相同类型的频率标准之间的平均频率差。请注意,要达到特定的可重复性水平,稳定性需要超过该值,但反之则不然。氢原子钟就是一个很好的例子。这些设备产生的频率非常稳定(几千秒内可达 1 Ql5 分之一),但两台相同设计的设备的频率差异可能超过 1.Qll 分之一 [1.]。这是由于氢原子与它们所在的微波室之间的碰撞。标准的精度描述了其频率相对于秒的 SI 单位定义的测量精度,即 [2]:
• 电子、原子和分子的碰撞、高电荷离子、天体物理过程 • 原子和分子光谱、光诱导过程 • 飞秒和阿秒物理学、反应动力学、相干控制、强场 • 团簇、纳米粒子、生物分子、表面相互作用和自组装 • 冷和超冷原子、分子和离子、简并量子气体、超冷等离子体 • 基础物理学、精密测量、原子干涉和原子钟 • 量子技术、量子光学、腔 QED、量子信息
