1 / 54

Н. Колачевский, А. Матвеев, Я. Алнис, К. Партей, Т.В. Хэнш

Поиск дрейфа постоянной тонкой структуры в лаборатории. Н. Колачевский, А. Матвеев, Я. Алнис, К. Партей, Т.В. Хэнш Институт Макса-Планка по квантовой оптике (Гархинг). 2003 год…. Лабораторные измерения частот. частотные цепочки. фемтосек. “ гребенка ”. Группа Т.В. Хэнша.

hetal
Download Presentation

Н. Колачевский, А. Матвеев, Я. Алнис, К. Партей, Т.В. Хэнш

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Поиск дрейфа постоянной тонкой структуры в лаборатории Н. Колачевский, А. Матвеев, Я. Алнис, К. Партей, Т.В. Хэнш Институт Макса-Планка по квантовой оптике (Гархинг)

  2. 2003 год…

  3. Лабораторные измерения частот частотные цепочки фемтосек. “гребенка”

  4. Группа Т.В. Хэнша Оптическая гребенка+ Менло Системс Т.В. Хэнш Водород 1S-2S

  5. Фундаментальные константы

  6. Поправки отдачи + КЭД: Ур-е Шредингера в атомных единицах: Атомные единицы нет параметров в теории! Ур-е Дирака в атомных единицах: Фундаментальные константы в квантовой механике Ур-еШредингера: Необходимо подобрать параметр a так, чтобы удовлетворить наблюдениям

  7. Параметры свидетельствуют о нашем неведении. В стандартной модели их 18 штук. Роль параметров в теории

  8. Насколько “фундаментальные константы” есть константы

  9. Любая „константа“ может меняться во времени. - Почему у них именно такие значения? - Не вычисляются Стандартная модель неполна. Фундаментальные константы • Открывают возможность исследовать явления за • рамкам и стандартной модели Dirac 1937: Возраст Вселенной в атомных единицах/ электромагнитная сила между протоном и электроном в единицах гравитационного взаимодействия есть малая величина (Дирак полагал » 3 в 1937).

  10. Эволюция Вселенной

  11. - высокостабильная величина (безразмерная) модель Поиск дрейфа например, отношение сечений масс, частот зависит от набора фундаментальных параметров

  12. - высокостабильная величина (безразмерная) Поиск дрейфа например, отношение сечений масс, частот зависит от набора фундаментальных параметров величина известна с точностью 410-10 D.Hanneke et al., PRL 100, 120801 (2008) Чувствительность к дрейфу гораздо выше 14

  13. Поиск дрейфа aв астрофизике и лаборатории

  14. 0,5 0,0 -0,5 -1,0 - many-multiplet -1,5 - H I H / 2 -2 -4 -6 -8 -10 -12 Результаты Keck/HIRES MgI, FeI, NiI, MgII, CrII, etc.  [10-5] время [109год] Keck / HIRES (72 системы): J.K.Webb et al., Phys. Rev. Lett.87, 091301 (2001)

  15. Более современный анализ • Murphy et al, 2003: Keck,143 системы, 23 линии, 0.2<z<4.2 Da/a=-0.543(0.116) x 10-5 • Quast et al, 2004: VLT, 1 система, Fe II, • 6 линий, z=1.15 • Da/a=-0.4(1.9)(2.7) x 10-6 • Srianand et al, 2004:VLT, 23 систем, • 12 линий, Fe II, Mg I, Si II, Al II, 0.4<z<2.3 • Da/a=-0.6(0.6) x 10-6

  16. Атомные спектры Тонкая оптические сверхтонкие тонкая ~ 2 оптические M.P. Savedoff, Nature, 178, 689 (1956)

  17. Сравнение методов

  18. Лабораторные эксперименты Высокая чувствительность к дрейфу(< 10-16) короткие интервалы времени (~10 лет) Воспроизводимость, множество объектов исследования Простой анализ результатов Слабая зависимость от модели

  19. Измерение абсолютной частоты HFS в133Cs (секунда СИ) Оптическая гребенка Лазер Резонатор Узкий атомный резонанс

  20. 1S-2S переход в атомном водороде

  21. Метрология оптических частот

  22. Лазер с пассивной синхронизацией мод 1n = n1r + 1CE при1CE <1r

  23. Привязка к Cs часам Каждая мода может использоваться Для измерения оптических частот миллион стабилизированных лазеров в одном пучке! Счетчик оптических циклов 1n = n1r + 1CE

  24. радио частотаоптическая частота привязка к Cs 1n = n1r +1CE оптические частоты оптическая частота радио частота привязка к лазеру привязка к 1r 1n = n1r +1CE выход часов оптическая частотаоптическая частота привязка к лазеру привязка к 1r 1n = n1r +1CE измерение другого лазера радиочастота или оптическая частота Преобразование частот I(1) 1 радиочастота или оптическая частота Science 293, 825 (2001)

  25. Наши инструменты:

  26. Сверхстабильные лазеры 972 nm 972 nm стабилизация Фотодетектор Осциллограф

  27. Оптические резонаторы Горизонтальная ось Вертикальная ось

  28. Приближение к пределу теплового шума

  29. Спектрометр

  30. Оптическая гребенка Лазер Первичный стандарт

  31. fountain computer RF lasers BNM-SYRTE, Observatoire de Paris Цезиевый фонтан

  32. Сравнение данных 1999-2003 гг. в водороде

  33. Что измеряется в терминах фундаментальных констант?

  34. Сравнение частот переходов

  35. Измерения в водороде и дрейф X. Calmet, H. Fritzsch,, Eur. Phys. J. 24, 639 (2002). y [10-14 yr-1] x [10-14 yr-1] J.D. Prestage et al., Phys. Rev. Lett.74, 3511 (1995). • дрейф магнитного • момента -дрейф  y [10-14 yr-1] H x [10-14 yr-1]

  36. Чувствительность к дрейфу  H H, Ca, In+ -нерелятивистские переходы Yb+ Изменение частоты Ca In+ Hg+ Hg+, Yb+ -наиболее чувствительные переходы Изменение  S.Karshenboim, Can.J.Phys.78, 639 (2000); physics/0306180

  37. Модельно-независимая оценка

  38. H (121 нм) Yb+ (435нм) Hg+ (282 нм) Комбинация лабораторных данных (2003) MPQ + NIST + PTB 2003: M. Fischer et al., PRL 92, 230802 (2004) Модельно-независимое ограничение

  39. Комбинация лабораторных данных (2007) MPQ + PTB + NIST 2007: Чувствительность выросла на порядок Hg: T.M.Fortier PRL 98, 070801 (2007) Yb: E.Peik arXiv:physics/0611088 (2006) H: M.Fischer PRL 92, 230802 (2004).

  40. Гипотезы о возможной связи констант в ТО H.Fritzsch Physik Journal 2003 Nr.4

  41. Связь с гравитацией. Наблюдение за 87Sr часами на оптических решетках. JIlA / LNE-SYRTE/Uni Tokio S. Blatt et al., PRL 100, 140801 (2008)

  42. Оптические решетки на нейтральных атомах 87Sr 4 Гц JIlA / LNE-SYRTE/Uni Tokio S. Blatt et al., PRL 100, 140801 (2008)

  43. Движение в меняющемся гравитационном поле JIlA / LNE-SYRTE/Uni Tokio S. Blatt et al., PRL 100, 140801 (2008)

  44. Шаг вперед:исключитьсравнение с Cs стандартом

  45. Измерения в одной атомной системе (Dy) Berkeley A. Cingöz et al., PRL 98, 040801 (2007)

  46. Experiments in 162Dy, 163Dy (Berkeley) Вырожденные уровни с различной чувствительностью к измерениям  3МГц 163Dy -19797.98 см-1 8 месяцев измерений A. Cingöz et al., Phys. Rev. Lett. 98, 040801 (2007)

  47. В PTB планируются измерения в одиночном ионе Yb+. Будет выполнено сравнение частот переходов.

  48. Прямое сравнение двух оптических частотHg+и Al+ JIlA / NIST T. Rosenband et al. SCIENCE 319, 1808 (2008)

  49. оптика оптика привязано к лазеру привязка к 1r 1n = n1r +1CE измерение другого лазера Отношение частот Al+и Hg+ JIlA / NIST T. Rosenband et al. SCIENCE 319, 1808 (2008)

  50. Магнитный момент ядра Cs T. Rosenband et al. SCIENCE 319, 1808 (2008)

More Related