Sdvig v atomnykh interferometrakh, vyzvannyy asimmetriey formy linii

Cover Page

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В настоящей работе мы исследуем сдвиг в атомных интерферометрах, обусловленный асимметрией формы линии спектроскопического сигнала, и который ранее не обсуждался в научной литературе. Эта асимметрия возникает вследствие того, что чирпирование лазерного излучения осуществляется не только во время интервалов свободной эволюции атомов, но также и во время действия рамесевских импульсов. В результате, эффективная отстройка от рабочего атомного перехода во время действия импульсов тоже зависит от скорости чирпирования, что, в свою очередь, и приводит к возникновению сдвига, обусловленного асимметрией формы линии (lineshape-asymmetry-caused shift, LACS). Показано, что этот сдвиг имеет обратную кубическую зависимость ∝ 1/T 3 от длительности интервала свободной эволюции T, что заметно контрастирует с типичной для атомной интерферометрии зависимостью ∝ 1/T 2. Поэтому метрологическая значимость этого сдвига существенно возрастает для малогабаритных атомных интерферометров с малой базой. Например, для интерферометров-гравиметров типа Маха–Цендера, использующих двухфотонные переходы в атомах рубидия, при T ∼ 1 мс мы оцениваем сдвиг LACS и его вариации на уровне 0.1–1 мГал, в то время как для T ∼ 100 мкс это может достигать величины 0.1–1 Гал.

References

  1. M. Kasevich and S. Chu, Phys. Rev. Lett. 67, 181 (1991).
  2. A. Peters, K.Y. Chung, and S. Chu, Metrologia 38, 25 (2001).
  3. C. Freier, M. Hauth, V. Schkolnik, B. Leykauf, M. Schilling, H. Wziontek, H.-G. Scherneck, J. M¨uller, and A. Peters, J. Phys.: Conf. Ser. 723, 012050 (2016).
  4. V. M´enoret, P. Vermeulen, N. Le Moigne, S. Bonvalot, P. Bouyer, A. Landragin, and B. Desruelle, Sci. Rep. 8, 12300 (2018).
  5. N. Heine, J. Matthias, M. Sahelgozin, W. Herr, S. Abend, L. Timmen, J. M¨uller, and E.M. Rasel, Eur. Phys. J. D 74, 174 (2020).
  6. A. Wicht, J.M. Hensley, E. Sarajlic, and S. Chu, Phys. Scr. 102, 82 (2002).
  7. G. Rosi, F. Sorrentino, L. Cacciapuoti, M. Prevedelli, and G.M. Tino, Nature 510, 518 (2014).
  8. X.C. Duan, X.B. Deng, M.K. Zhou, K. Zhang, W. J. Xu, F. Xiong, Y.Y. Xu, C.G. Shao, J. Luo, and Z.K. Hu, Phys. Rev. Lett. 117, 023001 (2016).
  9. P. Asenbaum, C. Overstreet, M. Kim, J. Curti, and M.A. Kasevich, Phys. Rev. Lett. 125, 191101 (2020).
  10. L. Zhou, S.T. Yan, Y.H. Ji, C. He, J. J. Jiang, Z. Hou, R.D. Xu, Q. Wang, Z.X. Li, D. F. Gao, M. Liu, W.T. Ni, J. Wang, and M. S. Zhan, Front. Phys. 10, 1039119 (2022).
  11. J. Kennedy, T.P. A. Ferr´e, and B. Creutzfeldt, Water Resour. Res. 52, 7244 (2016).
  12. M. Diament, G. Lion, G. Pajot-M´etivier, S. Merlet, and S. D´eroussi, IEEE Instrum. Meas. Mag. 27, 17 (2024).
  13. H. J. McGuinness, A.V. Rakholia, and G.W. Biedermann, Appl. Phys. Lett. 100, 011106 (2012).
  14. F.A. Narducci, A.T. Black, and J.H. Burke, Adv. Phys.: X 7, 1946426 (2022).
  15. G.A. Olivares-Renter´ıa, D.A. Lancheros-Naranjo, E. Gomez, and J.A. Franco-Villafa˜ne, Phys. Rev. A 101, 043613 (2020).
  16. Q.Q. Hu, H. Zhou, Y.K. Luo, Q. Luo, W. J. Kuang, F. B. Wan, Y.Y. Zhong, and F. F. Xu, Optik 276, 170637 (2023).
  17. Y. Wang, J. Glick, T. Deshpande, K. DeRose, S. Saraf, N. Sachdeva, K. Jiang, Z. Chen, and T. Kovachy, Phys. Rev. Lett. 133, 243403 (2024).
  18. P. Cheiney, L. Fouch´e, S. Templier, F. Napolitano, B. Battelier, P. Bouyer, and B. Barrett, Phys. Rev. Applied 10, 034030 (2018).
  19. J. Wei, J. Huang, and C. Lee, Phys. Rev. Res. 7, 012064 (2025).
  20. P. Storey and C. Cohen-Tannoudji, J. Phys. II France 4, 1999 (1994).
  21. C. J. Bord´e, C. R. Acad. Sci. Paris 2, S´erie IV, 509 (2001).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).