論文の概要: Investigating the $4D_{3/2}|3,\pm2\rangle$--$4D_{5/2}|3,\pm2\rangle$ transition in Nb$^{4+}$ for a THz atomic clock

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15493v1
• Date: Mon, 21 Apr 2025 23:50:52 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-01 01:01:12.381351
• Title: Investigating the $4D_{3/2}|3,\pm2\rangle$--$4D_{5/2}|3,\pm2\rangle$ transition in Nb$^{4+}$ for a THz atomic clock
• Title（参考訳）: 4D_{3/2}|3,\pm2\rangle$--$4D_{5/2}|3,\pm2\rangle$ transition in Nb$^{4+}$ for a THz Atomic clock
• Authors: Jyoti, A. Chakraborty, Zhiyang Wang, Jia Zhang, Jingbiao Chen, Bindiya Arora, B. K. Sahoo,
• Abstract要約: 4D_3/2|3,pm2rangle rightarrow 4D_5/2|3,pm2rangle$ transition in the Nb$4+$ ion is identified as a promising candidate for a terahertz (THz) atomic clock。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.38782785713903
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In this work, the $4D_{3/2}|3,\pm2\rangle \rightarrow 4D_{5/2}|3,\pm2\rangle$ transition in the Nb$^{4+}$ ion is identified as a promising candidate for a terahertz (THz) atomic clock, with the transition frequency occurring at 56.0224 THz. This transition is primarily driven by the magnetic dipole decay channel, which can easily be accessed by a laser. We focus on the stable $^{93}$Nb isotope, which has 100\% natural abundance and a nuclear spin of $I=9/2$ for experimental advantage. Our data analysis allows us to estimate potential systematic shifts in the proposed clock system, including those due to blackbody radiation, electric quadrupole, second-order Zeeman, and second-order Doppler {shifts}. {The scheme presented in this study can help suppress the AC Stark and electric quadrupole shifts in the clock frequency measurement.} {All these analyses} suggest that the proposed THz atomic clock using Nb$^{4+}$ could be valuable in both quantum thermometry and frequency metrology.
• Abstract（参考訳）: この研究で、4D_{3/2}|3,\pm2\rangle \rightarrow 4D_{5/2}|3,\pm2\rangle$ transition in the Nb$^{4+}$ ion is identified as promising candidate for a terahertz (THz) atomic clock, with the transition frequency occur at 56.0224 THz。 この遷移は、主にレーザーによって容易にアクセス可能な磁気双極子崩壊チャネルによって駆動される。 安定な$^{93}$Nb同位体は100 %の天然存在量を持ち、核スピンは実験上の利点のために$I=9/2$である。 データ分析により、黒体放射、電気四重極、二階ゼーマン、二階ドップラーシフトなど、提案したクロックシステムにおける潜在的な系統的なシフトを推定できる。 この研究で示されたスキームは、クロック周波数測定における交流スタークおよび電気四極子シフトを抑制するのに役立つ。 これらの分析から、Nb$^{4+}$を用いた提案されたTHz原子時計は、量子温度測定と周波数メートル法の両方において有用である可能性が示唆された。

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