論文の概要: Enhancing optical lattice clock coherence times with erasure conversion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.06437v2
- Date: Tue, 21 Oct 2025 02:15:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:05.625853
- Title: Enhancing optical lattice clock coherence times with erasure conversion
- Title（参考訳）: 消去変換による光格子クロックコヒーレンス時間の改善
- Authors: Shuo Ma, Jonathan Dolde, Xin Zheng, Dhruva Ganapathy, Alexander Shtov, Jenny Chen, Anke Stoeltzel, Bennett J. Christensen, Shimon Kolkowitz,
- Abstract要約: 我々は、87ドルSr光格子クロックに対する超微細分解読出し法を実験的に実証した。
シンクロディファレンシャル比較において超微細分解読出法を用いることで,100秒以上150秒を超える高原子コヒーレンス時間を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.198838606333545
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Increasing coherent interrogation times is central to advancing the precision of optical clocks. Synchronous differential optical clock comparisons have now demonstrated atomic coherence times that far exceed the coherence time of the clock laser. While atom coherence times are then primarily limited by errors induced by lattice Raman scattering, excited clock state radiative decay, and broadening from two-body collisions, many of these errors take the atoms out of the clock transition subspace, and can therefore be converted into "erasure" errors if the appropriate readout scheme is employed. Here we experimentally demonstrate a hyperfine-resolved readout technique for ${}^{87}$Sr optical lattice clocks that mitigates decoherence from Raman scattering induced by the lattice as well as radiative decay. By employing hyperfine-resolved readout in synchronous differential comparisons between ${}^{87}$Sr ensembles with both Ramsey and spin echo spectroscopy sequences, we achieve enhanced atomic coherence times exceeding 100 s and 150 s, respectively, enabling longer coherent measurements without a reduction in performance. We anticipate that this hyperfine-resolved readout technique will benefit applications of state-of-the-art optical lattice clock comparisons in which the coherence times are constrained by Raman scattering or radiative decay.
- Abstract（参考訳）: コヒーレントな尋問時間の増加は、光時計の精度向上の鍵となる。
同期微分光クロック比較は、現在、クロックレーザーのコヒーレンス時間を超える原子コヒーレンス時間を証明している。
原子のコヒーレンス時間は主に格子ラマン散乱、励起クロック状態の放射減衰、および2体衝突による拡大による誤差によって制限されるが、これらの誤差の多くはクロック遷移部分空間から原子を取り出すため、適切な読み出しスキームを用いると「消去」エラーに変換できる。
ここでは、ラマン散乱と放射減衰を緩和する${}^{87}$Sr光格子時計の超微細分解読出し法を実験的に実証する。
ラムゼー法とスピンエコー法の両方のアンサンブルと${}^{87}$Srアンサンブルの同期差分比較に超微細解読出を用いることにより、それぞれ100 sおよび150 sを超える高原子コヒーレンス時間を実現し、性能を低下させることなくより長いコヒーレント測定を可能にした。
我々は、この超微細解法は、ラマン散乱や放射減衰によってコヒーレンス時間が制約される最先端の光学格子クロック比較の応用に有効であると予想する。
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