論文の概要: High-accuracy multi-ion spectroscopy with mixed-species Coulomb crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.09615v1
• Date: Thu, 16 Jan 2025 15:40:45 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-17 15:09:16.312289
• Title: High-accuracy multi-ion spectroscopy with mixed-species Coulomb crystals
• Title（参考訳）: 混合種クーロン結晶を用いた高精度多イオン分光法
• Authors: J. Keller, H. N. Hausser, I. M. Richter, T. Nordmann, N. M. Bhatt, J. Kiethe, H. Liu, E. Benkler, B. Lipphardt, S. Dörscher, K. Stahl, J. Klose, C. Lisdat, M. Filzinger, N. Huntemann, E. Peik, T. E. Mehlstäubler,
• Abstract要約: 4つのクロックイオンによる動作は不安定性を1.6times10-15/sqrtt/(1;mathrms)$から9.2times10-16/sqrtt/(1;mathrms)$に下げる。 状態準備中の崩壊関連死亡時間のモデルを作成し, 観測された不安定性のスケーリングとクロックイオン数$N$とを一致させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.17967666664330376
• License:
• Abstract: Multi-ion optical clocks offer the possibility of overcoming the low signal-to-noise ratio of single-ion clocks, while still providing low systematic uncertainties. We present simultaneous spectroscopy of up to four ${}^{115}$In${}^+$ clock ions in a linear Coulomb crystal, sympathetically cooled with ${}^{172}$Yb${}^+$ ions. In first clock comparisons, we see agreement below $1\times10^{-17}$ with results obtained using a single In${}^+$ ion, for which we have evaluated the systematic uncertainty to be $2.5\times10^{-18}$. Operation with four clock ions reduces the instability from $1.6\times10^{-15}/\sqrt{t/(1\;\mathrm{s})}$ to $9.2\times10^{-16}/\sqrt{t/(1\;\mathrm{s})}$. We derive a model for decay-related dead time during state preparation, which matches the observed scaling of instability with clock ion number $N$, and indicates that $1/\sqrt{N}$ scaling can be achieved with the addition of a repump laser.
• Abstract（参考訳）: マルチイオン光時計は単一イオンクロックの低信号対雑音比を克服する可能性を秘めているが、体系的な不確実性は低い。 線形クーロン結晶中の最大4つの${}^{115}$In${}^+$クロックイオンの同時分光を、${}^{172}$Yb${}^+$イオンで同調的に冷却する。 最初のクロック比較では、In${}^+$ ion を用いて得られた結果と $1\times10^{-17}$ 以下で一致し、系統的不確実性を$2.5\times10^{-18}$ と評価した。 4つのクロックイオンによる動作は不安定性を1.6\times10^{-15}/\sqrt{t/(1\;\mathrm{s})}$から9.2\times10^{-16}/\sqrt{t/(1\;\mathrm{s})}$に還元する。 我々は、状態準備中の崩壊関連死時間モデルを作成し、観測された不安定性のスケーリングとクロックイオン数$N$とを一致させ、1/\sqrt{N}$スケーリングがポンポンレーザーを付加することで達成可能であることを示す。

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