論文の概要: Active Frequency Measurement on Superradiant Strontium Clock Transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.12673v1
- Date: Wed, 26 May 2021 16:37:18 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 11:33:20.809233
- Title: Active Frequency Measurement on Superradiant Strontium Clock Transitions
- Title（参考訳）: 超ラジアントストロンチウム時計遷移の能動周波数測定
- Authors: Yuan Zhang, Chongxin Shan, Klaus M{\o}lmer
- Abstract要約: 我々は、光キャビティ内の光学格子に閉じ込められたストロンチウム-87原子を用いた最近の実験において、パルス超放射能放射の能動周波数測定を記述する平均場理論を開発した。
この理論は、複数の遷移周波数を持つ原子アンサンブルの興味深いダイナミクスを明らかにし、実験と顕著な一致で超ラジカルビート信号、ノイズパワースペクトル、周波数不確かさを再現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.085689630609097
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We develop a stochastic mean-field theory to describe active frequency
measurements of pulsed superradiant emission, studied in recent experiments
with strontium-87 atoms trapped in an optical lattice inside an optical cavity
[M. Norcia, et al., Phys. Rev. X 8, 21036 (2018)]. Our theory reveals the
intriguing dynamics of atomic ensembles with multiple transition frequencies,
and it reproduces the superradiant beats signal, noisy power spectra, and
frequency uncertainty in remarkable agreement with the experiments. Moreover,
by reducing the number of atoms, elongating the superradiant pulses and
shortening the experimental duty cycle, we predict a short-term frequency
uncertainty $9\times10^{-16} \sqrt{\tau/s}$, which makes active frequency
measurements with superradiant transitions comparable with the record
performance of current frequency standards [M. Schioppo, et al., Nat.
Photonics, 11, 48 (2017)]. Our theory combines cavity-quantum electrodynamics
and quantum measurement theory, and it can be readily applied to explore
conditional quantum dynamics and describe frequency measurements for other
processes such as steady-state superradiance and superradiant Raman lasing.
- Abstract（参考訳）: 我々は,光共振器内の光学格子に閉じ込められたストロンチウム-87原子(M. Norcia, et al., Phys. X 8, 21036 (2018)))を用いて,パルス超放射能放射の能動周波数測定を記述する確率平均場理論を開発した。
本理論は,複数の遷移周波数を持つ原子アンサンブルの興味深いダイナミクスを明らかにし,超ラジアントビート信号,雑音パワースペクトル,周波数不確かさを再現する。
さらに、原子の数を減らし、超放射光パルスを延長し、実験的な義務サイクルを短縮することにより、現在の周波数標準(M. Schioppo, et al., Nat. Photonics, 11, 48 (2017))に匹敵する超放射光遷移を用いた能動周波数測定を行う短期周波数不確実性9\times10^{-16} \sqrt{\tau/s}$を予測する。
我々の理論はキャビティ量子力学と量子計測理論を組み合わせており、条件量子力学を探求し、定常超放射光や超放射ラマンラシングのような他のプロセスの周波数測定を記述するために容易に応用できる。
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