München 2004 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik und Photonik
Q 32: Poster Laserspektroskopie und Laser in der Umweltmesstechnik
Q 32.3: Poster
Donnerstag, 25. März 2004, 14:00–16:00, Schellingstr. 3
Eine optische Calcium-Atomuhr mit hoher Stabilität — •Tatiana Nazarova1, Carsten Degenhardt1, Christian Lisdat2, Hardo Stoehr1, Harald Schnatz1, Burghard Lipphardt1, Jürgen Helmcke1, Uwe Sterr1 und Fritz Riehle1 — 1Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig — 2Institut für Quantenoptik, Universität Hannover, Welfengarten 1, 30167 Hannover
Optische Frequenznormale mit Neutralatomen lassen geringe Unsicherheiten und eine hohe Stabilität erwarten. Am optischen Frequenznormal der PTB auf der Basis des Calcium-Interkombinationsübergangs 1S0−3P1 wird ein neuartiges Quenchkühlverfahren angewendet, um ca. 107 Calciumatome auf Temperaturen von ca. 10 µK abzukühlen, die dann mit einem hochstabilen Diodenlaser abgefragt werden.
Für die Frequenzverschiebung durch Stöße wurde eine verringerte obere Grenze bestimmt; damit trägt die Stoßverschiebung bei den üblichen Dichten von 1010 cm−3 mit weniger als einem Hertz (Δ ν / ν < 10−15) zur Unsicherheit bei. Weitere Unsicherheiten durch die Restbewegung der Atome in Verbindung mit einer nicht perfekten Justage der anregenden Laserstrahlen und Phasenverschiebungen im Strahlengang können durch den Vergleich verschiedener Atominterferometer und mit optischer Interferometrie identifiziert und bei der optischen Frequenzmessung bis auf wenige Hertz korrigiert werden. Untersuchungen zum Erreichen des Quantenprojektionsrauschlimits mit einer zustandsselektiven Nachweismethode, das in unserem Fall einer theoretischen Frequenzinstabilität von σy(1 s) < 10−16 entspricht, werden vorgestellt.