München 2004 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik und Photonik
Q 50: Gruppenberichte Laserspektroskopie
Q 50.3: Gruppenbericht
Freitag, 26. März 2004, 12:00–12:30, HS 224
Vergleiche atomarer optischer Frequenzen im sub-Hertz-Bereich — •Chr. Tamm, B. Lipphardt, H. Schnatz, T. Schneider und E. Peik — Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
Optische Frequenznormale mit gespeicherten Ionen können heute mit einer Unsicherheit im Bereich weniger Hertz (d.h. 10−15 der Referenzfrequenz) vermessen und verglichen werden. Wir haben Frequenzvergleiche mit dem 2S1/2(F=0) → 2D3/2(F=2) Übergang des 171Yb+ Ions bei 688 THz durchgeführt: Zwei in getrennten Fallen gespeicherte Ionen stimmen über eine Mittelungszeit von 2 Stunden bis auf eine Differenz von 0,2 Hz in ihren Frequenzen überein. Die Instabilität des Differenzsignals betrug σ y(1000s)=1,0· 10−15. Dieses Experiment dient der Untersuchung systematischer Frequenzverschiebungen im Hz-Bereich, kann aber gleichzeitig als präziser Test der Identität einer atomaren Eigenschaft an zwei individuellen Atomen interpretiert werden. Zwei zeitlich um 34 Monate getrennte Absolutfrequenzmessungen des Yb+ Übergangs ergeben eine Übereinstimmung auf 2± 9 Hz und damit eine 1σ-Grenze für die relative zeitliche Drift dieser Frequenz gegenüber einer Cäsium-Uhr von ± 5· 10−15 1/a. Kombiniert mit einer Messung am NIST, die eine Frequenzdrift von unter ± 7· 10−15 1/a für die Frequenz von 1065 THz des 2S1/2(F=0)→ 2D5/2(F=2) Übergangs in 199Hg+ fand (S. Bize et al., Phys. Rev. Lett. 90, 150802 (2003)) läßt sich hieraus eine weitgehend modellunabhängige Grenze für eine mögliche zeitliche Drift der Feinstrukturkonstanten von |dlnα/dt|<2· 10−15 1/a ableiten.