中文机翻：NIST：具有5.5 x 10^-19系统不确定性的高稳定性单离子钟（2025） 7页_transResult

本文介绍了一种单离子光原子钟，其频率不确定度为5.5×10⁻¹⁹，频率稳定性为3.5×10⁻¹⁶/√(τ/s)。该时钟基于单个²⁷Al⁺离子的量子逻辑光谱，通过共囚禁的²⁵Mg⁺离子提供协同冷却和量子逻辑读出。通过改进离子阱电气设计和新的真空系统，减少了系统误差。实验结果表明，该时钟的稳定性比以前的²⁷Al⁺时钟提高了三倍，代表了离子钟稳定性的新水平。 1. **时钟操作与稳定性** - 时钟周期包括光学抽运、协同冷却和拉比光谱探测。 - 通过激光稳定性传输和改进的时钟激光稳定化，实现了1秒的探测持续时间。 - 开发了全钛真空系统，减少了背景气体碰撞和氢化铝形成。 - 测量了时钟的稳定性，并与JILA Sr光学晶格钟进行了比较。 2. **系统误差评估** - 评估了相对论时间膨胀、二次塞曼、冷却激光斯塔克、黑体辐射、过量微运动、背景气体碰撞和一阶多普勒等系统误差。 - 通过改进离子阱电气设计和优化微运动补偿电压，减少了过量微运动的系统误差。 - 通过测量和拟合，确定了交流二次塞曼效应的大小和方向。 3. **结论** - 开发了一种²⁷Al⁺时钟，其稳定性为3.5×10⁻¹⁶/√(τ/s)，不确定度为5.5×10⁻¹⁹。 - 稳定性比以前的铝离子钟提高了三倍，同时提高了光学时钟精度的技术水平。 - 稳定性可以通过更稳定的时钟激光或同时询问多个铝离子来进一步提高。 - 精度主要受多普勒温度测量的限制，低温系统可以降低背景气体碰撞和黑体辐射的不确定性。