MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
■001000017359029
■00520260202104824
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798291578810
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32169604
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a539
■1001  ▼aAeppli,  Alexander  Gerald.▼0(orcid)0000-0002-9977-6073
■24510▼aClock  With  8  x  10-19  Systematic  Uncertainty
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Colorado  at  Boulder▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a220  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-02,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Ye,  Jun.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Colorado  at  Boulder,  2025.
■520    ▼aOptical  atomic  clocks  have  revolutionized  time  keeping,  leading  to  the  most  accurate  and  precise  measurements  that  humankind  has  ever  made.  The  work  in  this  thesis  builds  upon  years  of  progress  to  construct  the  most  accurate  clock  to  date.  Strontium  atoms  are  trapped  in  a  one-dimensional  (1D)  optical  lattice  formed  within  an  in-vacuum  build  up  cavity  oriented  along  gravity.  We  probe  the  ultra-narrow,  environmentally  insensitive  5s2  1S0  →  5s5p  3P0  electronic  transition  with  a  laser  based  upon  a  single-crystal  silicon  resonator.  To  build  the  best  atomic  clock,  we  need  precise  quantum  control  of  the  atoms  as  well  as  comprehensive  stabilization  of  systematic  shifts.  We  discuss  how  in-situ  imaging  allows  us  to  measure  frequency  gradients  within  an  atomic  sample,  including  determining  the  gravitation  redshift  over  less  than  a  millimeter.  Through  precision  spectroscopy,  we  characterize  the  motional  states  of  the  atoms.  In  a  tilted  1D  optical  lattice,  atoms  occupy  Wannier-Stark  external  wavefunctions.  Tuning  the  wavefunction  using  a  "magic  depth,"  we  realize  a  density  shift  cancellation,  allowing  us  to  operate  with  105  atoms  with  a  negligible  density  shift.  Under  strong  interactions,  an  dynamical  phase  transition  appears  during  a  Rabi  drive.  We  understand  and  tame  the  lattice  light  shift  through  a  comprehensive  campaign  modulating  the  lattice  depth,  frequency,  and  external  wavefunction.  We  reduce  the  uncertainty  in  the  largest  systematic  shift  in  room  temperature  Sr  clocks,  the  black  body  radiation  shift,  by  remeasuring  the  atomic  response  function  and  carefully  determining  the  radiant  temperature.  Other  systematic  shifts  have  much  smaller  uncertainties,  and  all  together  we  achieve  a  systematic  uncertainty  of  8.1  x  10−19  in  fractional  frequency  units-the  lowest  of  any  clock  to  date.  Lastly,  we  discuss  recent  work  to  push  the  strontium  clock  into  new  regimes.  We  reduce  both  the  laser  and  atomic  instability,  mapping  out  the  coherence  limitations  of  both  systems.  We  can  combine  atom  interferometry  techniques  with  optical  clock  techniques  to  realize  a  system  that  combines  classical  and  relativistic  geodesy  tools.  Ongoing  frequency  comparisons  with  optical  clocks  at  NIST  allow  us  to  test  the  veracity  of  our  systematic  uncertainty,  perhaps  aiding  in  the  redefinition  of  the  SI  second.
■590    ▼aSchool  code:  0051.
■650  4▼aAtomic  physics
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aPhysics
■653    ▼aAccuracy
■653    ▼aLaser
■653    ▼aMetrology
■653    ▼aOptical  lattice  clock
■653    ▼aStrontium
■653    ▼aTimekeeping
■690    ▼a0748
■690    ▼a0599
■690    ▼a0605
■71020▼aUniversity  of  Colorado  at  Boulder▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-02B.
■790    ▼a0051
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17359029▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

Preview

Export

ChatGPT Discussion

AI Recommended Related Books