单、双价电子原子体系的Magic波长和tune-out波长的高精度理论计算
结题报告
批准号:
11564036
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
46.0 万元
负责人:
蒋军
依托单位:
学科分类:
A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
武中文、马堃、焦飞、景建强、王霞、崔海月
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
近年来,人们利用魔法囚禁(magic-tranpping)技术,实验上已实现了精度为10^{-18}的光学原子钟,进一步提高原子钟的精度成为下一步研究目标。由于超极化率以及光与原子的高阶相互作用可以导致10^{-17}到10^{-19}的不确定度,因此,对这些效应的研究将变得非常重要。本项目拟基于非相对论半经验极化势组态相互作用(CICP)方法,发展一套L-Spinor基的全相对论CICP方法和程序,并结合多组态Dirac-Fock方法,精确计算单电、双价电子原子体系的波函数和偶极以及多极跃迁矩阵元,详细研究这些原子的偶极极化率、多极极化率以及超极化率。同时,我们将系统地研究动态超极化率以及光与原子的高阶相互作用对动态Stark效应的贡献,进一步确定高精度的魔法波长(magic-wavelength)和调谐波长(tune-out wavelength),为相关实验提供理依据。
英文摘要
Recently,the fractional uncertainty of optical lattice clock has achieved 10^{-18} by using particular magic wavelengths. Further development of even more precise is a destination for the researchers. Because the fractional shifts of the clock frequency due to hyperpolarizablility of the atoms and the multipole interactions of atom-lattice field are in the range of 10^{-17}-10^{-19}, to this end, the role of the higher-order and multipole atom-lattice interaction should be considered in the further studies. In the present project, based on the configuration interactions with a semi-empirical core potential (CICP) approach, a full relativistic configuration interactions with a semi-empirical core potential (RCICP) method and program will be developed. In this method, the L-Spinor basis which has been developed by Grant and Quiney (Phys. Rev. A 62, 022508 (2000)) will be used. Combining RCICP method and the Multi-Configuration Dirac-Fock (MCDF) method and corresponding packages GRASP92/2K, the wave functions and dipole and multipole matrix elements of one-electron and two-electron atom systems will be calculated. Meanwhile, the dipole and multi-pole polarizabilities and hyperpolarizabilities for these atoms will be studied. The contributions of the hyperpolarizabilities and atom-lattice multipole interactions on the ac stark shift will be studied systematically. Further more, the high accuracy magic wavelength will be determined, in which the high order effects will be considered in detail.
在项目的资助下,自主开发了一套基于L-spinnor和S-spinnor基矢的全相对论组态相互作用模型势方法和程序,并结合多组态Dirac-Fock方法,完成了对Sr+离子的能级、偶极和四极振子强度5p1/2,5p3/2,4d3/2,4d5/2的寿命以及5s,5p,4d的静态和动态极化率的计算,精确确定了基态5s分别到5p1/2,5p3/2,4d3/2,4d5/2跃迁的Magic波长。我们从理论上发现,如果实验室能够精确测量5s-4d3/2,5/2跃迁的417nm的Magic波长,人们将可以精确确定f5s-5p1/2和f5s-5p3/2跃迁矩阵元的比值,这样确定的比值要比常规实验确定的比值精确几个数量级。我们也完成了铷85和87基态和部分低激发态的静态和动态极化率的研究,得到了高精度铷原子精细能级的Tune-out波长以及超精细能级的动态极化率和Tune-out波长,铷87原子超精细基态5s1/2,F=2Tune-out波长为790.032602(193)nm,该理论结果与目前最精确的实验数据相差仅仅0.000214nm,5s1/2,F=1,mf=0的Tune-out波长为与目前最精确的实验数据相差仅仅0.00045nm。同时,我们预言了铷85原子超精细基态的tune-out波长,我们详细研究了Ca+离子线偏振和圆偏振光的动态偶极极化率,得到了4s、4p和3d态之间的Magic波长。发现了一些新的Magic波长,详细研究了Magic波长随角度的依赖关系,这些波长对建立态选择的全光囚禁Ca+离子钟有非常重要的应用价值。计算了镱原子基态和低激发态的静态和动态极化率。确定了基态到低激发态6s2-6s6p跃迁的魔幻波长,发现1035.7(2)nm、612.9(2)nm、1517.68(6)nm等魔幻波长对于实现中性Yb原子的状态不敏感冷却、俘获量子操纵是特别重要的。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Physical Review A
影响因子:2.9
作者:Jun Jiang;Lu-You Xie;Deng-Hong Zhang;Chen-Zhong Dong
通讯作者:Chen-Zhong Dong
magic wavelengths for the 6s21s0-6s6p3p01 transition in ytterbium atom
镱原子中 6s21s0-6s6p3p01 跃迁的神奇波长
DOI:--
发表时间:2018
期刊:Journal of Physical B: Atomic, Molecular and Optical Physics
影响因子:--
作者:Zhi-Ming Tang;Yan-Mei Yu;Jun Jiang;Chen-Zhong Dong
通讯作者:Chen-Zhong Dong
DOI:--
发表时间:2017
期刊:物理学报
影响因子:--
作者:马堃;颉录有;张登红;蒋军;董晨钟
通讯作者:董晨钟
Relativistic semiempirical-core-potential calculations of Sr+ using Laguerre and Slater spinors
使用 Laguerre 和 Slater 旋量计算 Sr 的相对论半经验核心势
DOI:10.1103/physreva.94.062514
发表时间:2016-12
期刊:Phys. Rev. A
影响因子:--
作者:Jun Jiang;J Mitroy;Yong-Jun Cheng;Michael W. J. Bromley
通讯作者:Michael W. J. Bromley
DOI:10.1088/1742-6596/1412/19/192004
发表时间:2019-04
期刊:Journal of Physics: Conference Series
影响因子:--
作者:Wei Zhang;J. Jiang;P. Yuan
通讯作者:Wei Zhang;J. Jiang;P. Yuan
原子超精细能级静态和动态极化率的高精度理论研究
  • 批准号:
    12174316
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    蒋军
  • 依托单位:
高Z原子与原子间长程相互作用的相对论理论研究
  • 批准号:
    11774292
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    蒋军
  • 依托单位:
高离化态原子的超精细碰撞激发及其辐射衰变的理论研究
  • 批准号:
    11147018
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    蒋军
  • 依托单位:
国内基金
海外基金