浅光晶格中量子隧穿现象的实验观测

摘要：

基于一维水平光晶格的锶原子光晶格钟实验平台,当系统的稳定度和不确定度达到10–18量级以上时,由量子隧穿效应引起的钟频移变得不容忽视.在浅光晶格中,量子隧穿效应会使钟跃迁谱线发生明显的展宽现象,因此,本文通过研究浅光晶格中的量子隧穿现象,为87Sr原子光晶格钟系统不确定度的评估奠定基础.本实验在一维87Sr原子光晶格钟平台上,利用超稳超窄线宽的698 nm激光激发87Sr冷原子1S01S0(∣g〉)→3P0(∣e〉)跃迁(即钟跃迁),实现了对锶原子分布在特定量子态的制备.在深光晶格中,将原子制备到∣e,nz=1〉态后,再绝热地降低光晶格阱深,然后在浅光晶格中,探测激发态的载波-边带可分辨的钟跃迁谱线.从钟跃迁谱线中观测到载波谱线发生了明显的劈裂,表明原子在光晶格相邻格点间产生了明显的量子隧穿现象.通过对光晶格中量子隧穿机制的理解,不仅有利于提高光晶格钟的不确定度,也可为观测光晶格中费米子的自旋轨道耦合效应提供基础数据.

关键词：光晶格、钟跃迁谱线、量子态、隧穿现象

所属期刊栏目：71

分类号：O413;O562.3;TH714.14

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国科学院青年创新促进会项目;国家理论物理研究专项基金;中国博士后科学基金面上项目;资助的课题

在线出版日期：2022-04-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：99-106