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利用激光冷却原子束测量氦原子精密光谱
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:182-189
  • 分类:O433.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学,合肥微尺度物质科学国家实验室,合肥230026
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:90921006)资助的课题
  • 相关项目:氦原子精细结构的高精密光谱学
中文摘要:

4^He原子23S1→23P0,1,2跃迁的精细结构分裂,目前在理论和实验上都能够达到10-8水平的精度,并可被应用于测定精细结构常数α, 和对量子电动力学进行检验.该方面实验研究的关键, 是需要提高测量信噪比,并消除各种可能的系统偏差, 将这一精细结构分裂测量到亚kHz水平.在设计的这套实验方案中, 首次结合激光冷却原子技术,通过激光横向冷却来提高亚稳态氦原子束的束流强度,并对三态亚稳态氦原子进行偏折, 将其从原子束中分离,从而大幅降低测量背景,并利用频率锁定激光器的边带扫描的方式来进行光谱测量,以使得扫描测量中保持足够的频率精度. 在目前基本搭建成的实验装置上,实验方法的可行性已经获得验证,分析表明有望实现亚千赫兹水平的测量准确度.

英文摘要:

The 2^3P0,1,2 fine structure interval of 4He can be determined to 10^-8 accuracy both theoretically and experimentally. It can be used either to determine the fine structure constant or to test the quantum electrodynamics theory. To reach this goal, it is necessary to measure the fine structure splitting to sub kHz accuracy by increasing the signal-to-noise ratio and eliminating the systematic deviations. In the experimental configuration of present study, transverse laser cooling is used to obtain an intense metastable helium atom beam. The triple state metastable atoms are also bent from the original atomic beam to reduce the background noise. The spectral scanning will be accomplished by tuning the sideband of a frequency-locked diode laser to maintain sufficient frequency stability during the scan. The experimental method has been tested on the setup recently built, and the analysis shows that a sub-kHz precision is feasible.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876