論文の概要: A single-photon large-momentum-transfer atom interferometry scheme for Sr or Yb atoms with application to determining the fine-structure constant
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.10225v2
- Date: Mon, 3 Jun 2024 16:58:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-04 15:57:11.947255
- Title: A single-photon large-momentum-transfer atom interferometry scheme for Sr or Yb atoms with application to determining the fine-structure constant
- Title（参考訳）: SrまたはYb原子に対する単一光子大分子移動原子干渉法と微細構造定数決定への応用
- Authors: Jesse S. Schelfhout, Thomas M. Hird, Kenneth M. Hughes, Christopher J. Foot,
- Abstract要約: 我々は、中性原子種の光子反動を1光子光時計遷移で測定する中間スケール原子干渉計を提案する。
Sr と Yb の場合,3m の高さの原子干渉計は現在の技術で最大質量測定精度が$Delta m / m sim 1times 10-11$ であるのに十分である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The leading experimental determinations of the fine-structure constant, $\alpha$, currently rely on atomic photon-recoil measurements from Ramsey-Bord\'e atom interferometry with large momentum transfer to provide an absolute mass measurement. We propose an experimental scheme for an intermediate-scale differential atom interferometer to measure the photon-recoil of neutral atomic species with a single-photon optical clock transition. We calculate trajectories for our scheme that optimise the recoil phase while nullifying the undesired gravity-gradient phase by considering independently launching two clouds of ultracold atoms with the appropriate initial conditions. For Sr and Yb, we find an atom interferometer of height 3m to be sufficient for an absolute mass measurement precision of $\Delta m / m \sim 1\times 10^{-11}$ with current technology. Such a precise measurement (the first of its kind for Sr or Yb) would halve the uncertainty in $\alpha$ -- an uncertainty that would no longer be limited by an absolute mass measurement. The removal of this limitation would allow the uncertainty in $\alpha$ to be reduced by a factor of 10 by corresponding improvements in relative mass measurements, thus paving the way for higher-precision tests of the Standard Model of particle physics.
- Abstract（参考訳）: 微細構造定数である$\alpha$の実験的な決定は、現在、絶対質量測定を提供するために大きな運動量移動を持つラムゼー・ボーデ原子干渉計による原子光子-反コイル測定に依存している。
本研究では、中性原子種の光子反動を1光子光時計遷移で測定する中間スケール原子干渉計の実験手法を提案する。
適切な初期条件で2つの超低温原子雲を独立に打ち上げることにより、所望の重力勾配位相を無効化しつつ、リコイル位相を最適化する手法の軌道を計算する。
Sr と Yb では、現在の技術で絶対質量測定精度が $\Delta m / m \sim 1\times 10^{-11}$ の原子干渉計が十分である。
このような正確な測定(Sr または Yb にとって最初の)は、絶対質量測定によって制限されない不確実性である $\alpha$ で不確実性を半減する。
この制限の除去により、相対的な質量測定の改善により、$\alpha$の不確実性は10倍に減少し、粒子物理学の標準模型の高精度な試験の道を開くことができる。
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