論文の概要: Observation of mHz-level cooperative Lamb shifts in an optical atomic clock

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.05613v1
• Date: Thu, 9 Mar 2023 23:04:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-13 16:45:50.479027
• Title: Observation of mHz-level cooperative Lamb shifts in an optical atomic clock
• Title（参考訳）: 光原子時計におけるmhzレベル協調ラムシフトの観測
• Authors: Ross B. Hutson, William R. Milner, Lingfeng Yan, Jun Ye, and Christian Sanner
• Abstract要約: 本研究では, アンサンブル平均シフトを, 最先端光原子時計の系統的不確実性のレベル以下に抑えることができることを示す。 我々の研究は、そのような時計は光子の伝播を介する長距離相互作用を持つスピンの量子多体物理学の研究のための新しいプラットフォームであることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7095350526841508
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We report on the direct observation of resonant electric dipole-dipole interactions in a cubic array of atoms in the many-excitation limit. The interactions, mediated by single-atom couplings to the shared electromagnetic vacuum, are shown to produce spatially-dependent cooperative Lamb shifts when spectroscopically interrogating the mHz-wide optical clock transition in strontium-87. We show that the ensemble-averaged shifts can be suppressed below the level of evaluated systematic uncertainties for state-of-the-art optical atomic clocks. Additionally, we demonstrate that excitation of the atomic dipoles near a Bragg angle can enhance these effects by nearly an order of magnitude compared to non-resonant geometries. Given the remarkable precision of frequency measurements and the high accuracy of the modeled response, our work demonstrates that such a clock is a novel platform for studies of the quantum many-body physics of spins with long-range interactions mediated by propagating photons.
• Abstract（参考訳）: 多重励起限界における原子の3次配列における共鳴双極子-双極子相互作用の直接観測について報告する。 これらの相互作用は、ストロンチウム87におけるmHz幅の光時計遷移を分光学的に疑うと、空間依存的なラムシフトを生じる。 本研究では, アンサンブル平均シフトを, 最先端光原子時計の系統的不確実性のレベル以下に抑えることができることを示す。 さらに, ブラッグ角近傍の原子双極子の励起は, 非共鳴ジオメトリーと比較してほぼ一桁の精度でこれらの効果を高めることができることを示した。 我々の研究は、周波数測定の顕著な精度とモデル応答の高精度さから、そのような時計が光子伝播を介する長距離相互作用を持つスピンの量子多体物理学研究の新たなプラットフォームであることを示す。

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