秒の再定義への貢献を目指したＹｂ／Ｓｒ光格子時計の周波数比計測に関する研究

Yb/Sr光晶格钟频率比测量研究，为重新定义秒做出贡献

• 批准号: 19J10824
• 负责人: 久井 裕介
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10824/
• 关键词: 光格子時計; 秒の再定義; 時計遷移周波数比; 原子時計

本年度は、主に産業技術総合研究所（産総研）におけるYb光格子時計とSr光格子時計の比較、すなわちYb/Sr時計遷移周波数比の測定を行った。まず、前年度に行ったSr光格子時計の系統不確かさ低減の結果を受けて、不確かさの再評価を行ったところ1.1×10^-16となった。この値は以前に産総研のグループが報告した値の1/3以下であり、典型的な原子泉型Cs原子時計よりも小さな値である。次に、このSr光格子時計と、産総研のYb光格子時計の間の周波数比を6日間（計約70000秒）にわたって測定した。周波数比計測の統計不確かさは5.1×10^-17となった。一方、Sr・Yb光格子時計のトータルの系統不確かさは4.1×10^-16であり、系統不確かさによって制限される測定となった。この結果は、前回の報告では統計不確かさで制限されていたことを考えると、我々のグループとしては大きな進歩となった。その要因は、前年度に行ったSr光格子時計の長期運転に向けた堅牢化が功を奏したものといえる。以上の結果はメトロロジーの分野において権威と伝統ある雑誌であるMetrologiaにて発表した。さらに、本論文を根拠に、consultative committee for time and frequency (CCTF)と呼ばれる、秒の再定義に向けた議論を行う会議にて我々の周波数比の値を報告し、光格子時計による秒の再定義への動きに貢献した。上記の論文を発表した後も、Yb/Sr時計遷移周波数比の値の再現性を確認するために2020年12月～2021年1月にわたって10回程度実験を行った。この実験の中で、さらなる周波数安定度の向上と不確かさの低減を行った。また、周波数比計測の実験における周波数安定度について、新たな知見が得られた。実験の詳細については発表に向けて共同研究者と調整中である。

This year, the <s:1> and main に industrial technology 総 research institute (industry-総 research) におけるYb lattice timepieces とSr lattice timepieces <e:1> comparison and すなわちYb/Sr timepiece migration frequency ratio <e:1> determination were carried out を. ま ず line, before the year に っ た Sr light grid chronometer の system uncertain か さ low を の reduction results by け て, uncertain か さ の again review 価 を line っ た と こ ろ 1.1 * 10 ^ - 16 と な っ た. こ の numerical は に before production 総 research の グ ル ー プ が report し た numerical の one-third below で あ り type, typical な atomic fountain Cs atomic time meter よ り も small さ な numerical で あ る. The を 6-day (approximately 70,000 seconds) にわたって measurement of the <s:1> frequency ratio between に, <s:1> Sr grid timepieces と, and <s:1> Yb grid timepieces produced by 総 research and development にわたって <s:1> た. The frequency ratio measurement <s:1> statistical uncertainty さ さ 5.1×10^-17となった. A party, the Sr Yb optical lattice gauge の ト ー タ ル の system uncertain か さ は 4.1 * 10 ^ - 16 で あ り, system uncertainty か さ に よ っ て limitations さ れ る determination と な っ た. こ の results は, front back の reports で は statistical uncertainty か さ limitations で さ れ て い た こ と を exam え る と, I 々 の グ ル ー プ と し て は big き な into step と な っ た. そ の by は line, before the year に っ た Sr light grid chronometer の long-term transport planning に to け た fast change が work を played し た も の と い え る. The above <s:1> results are represented by メトロロジ メトロロジ <s:1> division of にお て権 て権 て権, と伝 unification ある雑, であるMetrologiaにて and た た. Youdaoplaceholder0, this paper を root 拠に, consultative committee for time and frequency (CCTF) と shout ば れ る, second の redefinition に to け た comment line を う meeting に て I 々 の frequency ratio on の numerical し を report, when the light grid に よ る seconds の redefinition へ の dynamic き に contribution し た. After written の paper を 発 table し た も, Yb/Sr migration frequency ratio on の numerical の reproducibility を confirm す る た め に in December 2020 to January 2021 に わ た っ て back to 10 degree be 験 を line っ た. In the <s:1> <s:1> actual experiment <s:1>, the frequency stability <e:1> of で and さらなる is upward と uncertain さ <s:1> is downward を rows った. Youdaoplaceholder0, actual experiment of the frequency ratio meter における frequency stability に また て て て, new たな knowledge が られた. The details of the laboratory are に に て て て て, に, けて, co-researchers と, である.

项目成果

Improved frequency ratio measurement with 87Sr and 171Yb optical lattice clocks at NMIJ

NMIJ 使用 87Sr 和 171Yb 光学晶格时钟改进频率比测量

• DOI: 10.1088/1681-7575/abc104
• 发表时间: 2021
• 期刊: Metrologia
• 影响因子: 2.4
• 作者: Yusuke Hisai;Daisuke Akamatsu;Takumi Kobayashi;Kazumoto Hosaka;Hajime Inaba;Feng-Lei Hong;and Masami Yasuda
• 通讯作者: and Masami Yasuda

産総研におけるYb/Sr時計遷移周波数比計測の不確かさ低減

减少 AIST 的 Yb/Sr 时钟跃迁频率比测量的不确定性

• 发表时间: 2020
• 作者: 久井裕介;赤松大輔;小林拓実;保坂一元;稲場肇;洪鋒雷;安田正美
• 通讯作者: 安田正美

Sr optical lattice clock assisted by optical frequency combs for contribution to International Atomic Time

光学频率梳辅助的锶光学晶格钟为国际原子时做出贡献

• 发表时间: 2019
• 作者: Yusuke Hisai;Daisuke Akamatsu;Takumi Kobayashi;Kazumoto Hosaka;Hajime Inaba;Feng-Lei Hong;Masami Yasuda
• 通讯作者: Masami Yasuda