論文の概要: Coherent laser spectroscopy of highly charged ions using quantum logic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.15984v1
• Date: Thu, 29 Oct 2020 23:00:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-27 00:29:54.069781
• Title: Coherent laser spectroscopy of highly charged ions using quantum logic
• Title（参考訳）: 量子論理を用いた高荷電イオンのコヒーレントレーザー分光
• Authors: P. Micke, T. Leopold, S. A. King, E. Benkler, L. J. Spie{\ss}, L. Schm\"oger, M. Schwarz, J. R. Crespo L\'opez-Urrutia, P. O. Schmidt
• Abstract要約: 我々は高電荷イオン(HCI)に8桁の精度でコヒーレントレーザー分光を導入する。 量子論理分光法を用いて40$Ar$13+$441 nmの禁制光遷移を探索し、励起状態の寿命と$g$-factorを計測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Precision spectroscopy of atomic systems is an invaluable tool for the advancement of our understanding of fundamental interactions and symmetries. Recently, highly charged ions (HCI) have been proposed for sensitive tests of physics beyond the Standard Model and as candidates for high-accuracy atomic clocks. However, the implementation of these ideas has been hindered by the parts-per-million level spectroscopic accuracies achieved to date. Here, we cool a trapped HCI to the lowest reported temperatures, and introduce coherent laser spectroscopy on HCI with an eight orders of magnitude leap in precision. We probe the forbidden optical transition in $^{40}$Ar$^{13+}$ at 441 nm using quantum-logic spectroscopy and measure both its excited-state lifetime and $g$-factor. Our work ultimately unlocks the potential of HCI, a large, ubiquitous atomic class, for quantum information processing, novel frequency standards, and highly sensitive tests of fundamental physics, such as searching for dark matter candidates or violations of fundamental symmetries.
• Abstract（参考訳）: 原子系の精密分光は、基本的な相互作用と対称性の理解を進歩させるための貴重なツールである。 近年、高電荷イオン (HCI) は標準模型以外の物理の感度試験や高精度原子時計の候補として提案されている。 しかし、これらのアイデアの実装は、これまで達成された数百万単位の分光精度によって妨げられている。 ここでは, 閉じ込められたHCIを最低温度まで冷却し, 8桁の精度でHCIにコヒーレントレーザー分光を導入する。 我々は、量子ロジック分光法を用いて、$^{40}$Ar$^{13+}$441 nmの禁制光遷移を探索し、励起状態の寿命と$g$-factorの両方を測定する。 我々の研究は最終的に、量子情報処理、新しい周波数標準、そしてダークマター候補の探索や基本対称性の破れといった基礎物理学の高感度なテストのための大きなユビキタスな原子クラスであるhciの可能性を解き放ちます。

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