論文の概要: High-Resolution Spectroscopy of $^{173}$Yb$^{+}$ Ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.09585v1
• Date: Wed, 14 Jan 2026 15:54:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-15 18:59:20.458925
• Title: High-Resolution Spectroscopy of $^{173}$Yb$^{+}$ Ions
• Title（参考訳）: $^{173}$Yb$^{+}$イオンの高分解能分光
• Authors: J. Jiang, A. V. Viatkina, Saaswath JK, M. Steinel, M. Filzinger, E. Peik, S. G. Porsev, M. S. Safronova, A. Surzyhkov, N. Huntemann,
• Abstract要約: 本報告では, 効率的なレーザー冷却, 状態調製, および, 捕捉された173rmYb+$イオンの検出について報告する。 この遷移における171rmYb+$と173rmYb+$の間の同位体移動は1.4Hzの不確実性によって決定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Compared to other stable isotopes of $\rm{Yb}^+$, $^{173}\rm{Yb}^+$ has a richer hyperfine structure, which leads to more favorable clock transitions, spectroscopic techniques for probing new physics, and more sophisticated quantum computing architectures. However, to date, its electronic spectrum remains poorly characterized. Here, we report on efficient laser cooling, state preparation, and detection of a single trapped $^{173}\rm{Yb}^+$ ion. The previously unobserved $^2\!S_{1/2} \rightarrow {}^2\!D_{3/2}$ electric quadrupole transition at 436 nm is coherently excited, and the isotope shift between $^{171}\rm{Yb}^+$ and $^{173}\rm{Yb}^+$ on this transition is determined with an uncertainty of 1.4 Hz. Using microwave spectroscopy, we resolve the hyperfine structure (HFS) of the ${}^2\!D_{3/2}$ state with a relative uncertainty below $10^{-8}$. From the HFS measurement data, we infer for ${}^{173}$Yb a nuclear magnetic octupole moment $Ω= -0.062(8)\,({\rm b} \times μ_N)$ with uncertainty reduced by more than 2 orders of magnitude compared to previous studies. The data also allow us to determine hyperfine anomalies for the ${}^2\!S_{1/2}$ and ${}^2\!D_{3/2}$ states.
• Abstract（参考訳）: 他の安定同位体である$\rm{Yb}^+$、$^{173}\rm{Yb}^+$はよりリッチな超微細構造を持ち、より好ましいクロック遷移、新しい物理を探索するための分光技術、より洗練された量子コンピューティングアーキテクチャをもたらす。 しかし、現在までその電子スペクトルは貧弱な特性を保っている。 ここでは, 効率的なレーザー冷却, 状態調製, および1つの捕捉された$^{173}\rm{Yb}^+$イオンの検出について報告する。 前回未観測の$^2\! S_{1/2} \rightarrow {}^2\! D_{3/2}$436nmの電気四極子転移はコヒーレントに励起され、この転移における$^{171}\rm{Yb}^+$と$^{173}\rm{Yb}^+$の同位体移動は1.4Hzの不確かさで決定される。 マイクロ波分光法を用いて、${}^2\!の超微細構造(HFS)を解く。 D_{3/2}$ 相対的不確かさが 10^{-8}$ 以下である状態。 HFS測定データから, 核磁気オクタポールモーメント$Ω=-0.062(8)\,({\rm b} \times μ_N)$を, 従来の研究に比べて2桁以上の不確かさで推定する。 このデータにより、${}^2\! S_{1/2}$と${}^2\! D_{3/2}$状態。

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