論文の概要: Atomic clock frequency ratios with fractional uncertainty $\leq 3.2 \times 10^{-18}$
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.21428v1
- Date: Wed, 24 Dec 2025 21:25:48 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2025-12-29 12:03:08.952989
- Title: Atomic clock frequency ratios with fractional uncertainty $\leq 3.2 \times 10^{-18}$
- Title（参考訳）: 分数不確実性を持つ原子時計周波数比$\leq 3.2 \times 10^{-18}$
- Authors: Alexander Aeppli, Willa J. Arthur-Dworschack, Kyle Beloy, Caitlin M. Berry, Tobias Bothwell, Angela Folz, Tara M. Fortier, Tanner Grogan, Youssef S. Hassan, Zoey Z. Hu, David B. Hume, Benjamin D. Hunt, Kyungtae Kim, Amanda Koepke, Dahyeon Lee, David R. Leibrandt, Ben Lewis, Andrew D. Ludlow, Mason C. Marshall, Nicholas V. Nardelli, Harikesh Ranganath, Daniel A. Rodriguez Castillo, Jeffrey A. Sherman, Jacob L. Siegel, Suzanne Thornton, William Warfield, Jun Ye,
- Abstract要約: 本稿では,光学式原子時計の高精度周波数比を27ドルAl$+$,71ドルYb,87ドルSrで報告する。
総分数不確かさが3.2×10-18$以下である以上、これらの測定は国際単位系における第2次の再定義の重要なマイルストーン基準を満たす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.478584624026112
- License:
- Abstract: We report high-precision frequency ratio measurements between optical atomic clocks based on $^{27}$Al$^+$, $^{171}$Yb, and $^{87}$Sr. With total fractional uncertainties at or below $3.2 \times 10^{-18}$, these measurements meet an important milestone criterion for redefinition of the second in the International System of Units. Discrepancies in $^{87}$Sr ratios at approximately $1\times10^{-16}$ and the Al$^+$/Yb ratio at $1.6\times10^{-17}$ in fractional units compared to our previous measurements underscore the importance of repeated, high-precision comparisons by different laboratories. A key innovation in this work is the use of a common ultrastable reference delivered to all clocks via a 3.6 km phase-stabilized fiber link between two institutions. Derived from a cryogenic single-crystal silicon cavity, this reference improves comparison stability by a factor of 2 to 3 over previous systems, with an optical lattice clock ratio achieving a fractional instability of $1.3 \times 10^{-16}$ at 1 second. By enabling faster comparisons, this stability will improve sensitivity to non-white noise processes and other underlying limits of state-of-the-art optical frequency standards.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,$^{27}$Al$^+$,$^{171}$Yb,$^{87}$Srに基づく光学原子時計間の高精度周波数比の測定を行った。
総分数不確実性が3.2 \times 10^{-18}$以下である場合、これらの測定は国際単位系において2番目の再定義のための重要なマイルストーン基準を満たす。
約1\times10^{-16}$のSr比とAl$^+$/Yb比は1.6\times10^{-17}$の差分単位である。
この研究の重要な革新は、2つの施設間で3.6kmの位相安定化ファイバリンクを介して、すべてのクロックに共通のウルトラスタブルな参照を使用することである。
低温単結晶シリコンキャビティから派生したこの基準は、従来のシステムに比べて2から3の係数で比較安定性を向上し、光学格子クロック比は1秒で1.3 \times 10^{-16}$である。
より高速な比較を可能にすることで、この安定性は非ホワイトノイズプロセスや他の最先端の光周波数標準の限界に対する感度を向上させる。
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