Berlin 2005 – scientific programme

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 59: Laserspektroskopie I

Q 59.1: Talk

Tuesday, March 8, 2005, 16:30–16:45, HU 2014a

Untersuchung der Quadrupolverschiebung des ²S_1/2 → ²D_3/2 Überganges in ¹⁷¹Yb⁺ — •Tobias Schneider, Christian Tamm und Ekkehard Peik — Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig

Der elektrische Quadrupolübergang ²S_1/2(F=0) → ²D_3/2(F=2) bei 436 nm (688 THz) in einem in einer Paul-Falle gespeicherten und lasergekühlten ¹⁷¹Yb⁺-Ion kann als Referenz für ein optisches Frequenznormal verwendet werden, das das Potential hat, sowohl stabiler als auch genauer zu sein als die besten heute verfügbaren Mikrowellenfrequenznormale. Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, die systematischen Frequenzverschiebungen des Überganges, insbesondere die Quadrupolverschiebung, im subHz-Bereich zu untersuchen und zu kontrollieren. Die Quadrupolverschiebung resultiert aus der Wechselwirkung des Quadrupolmomentes des ²D_3/2-Zustandes mit einem statischen Feldgradienten. Sie hängt von der Stärke des Feldgradienten, der Grösse des Quadrupolmomentes und von der Orientierung des Feldgradienten im Bezug auf die gewählte Quantisierungsachse ab. Eine bemerkenswerte Eigenschaft der Quadrupolverschiebung ist, dass sie sich für drei zueinander senkrechte Quantisierungsachsen für beliebige Feldgradienten zu Null addiert. Wir haben die Quadrupolverschiebung quantitativ untersucht und erstmals das Quadrupolmoment des ²D_3/2-Zustandes in ¹⁷¹Yb⁺ bestimmt. Aus diesen Messungen konnten wir auch eine Abschätzung des Beitrags der Quadrupolverschiebung zur Unsicherheit eines zukünftigen ¹⁷¹Yb⁺-Frequenznormals gewinnen.