光格子時計で世界最先端の精度を達成(China Achieves World-leading Precision in Optical Lattice Clocks)

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2025-06-10 中国科学院(CAS)

光格子時計で世界最先端の精度を達成(China Achieves World-leading Precision in Optical Lattice Clocks)
The setup of the NTSC SrII optical lattice clock (Imaged by NTSC)

中国科学院国家授時センター(NTSC)の常紅(CHANG Hong)教授率いるチームは、周波数安定度・系統的不確かさともに2×10⁻¹⁸を下回る高精度のストロンチウム光格子時計を開発し、中国が世界最先端の光格子時計技術を有する国の一つとなりました。これは2030年までの「秒」の再定義を目指す国際度量衡総会(CGPM)提案の要件を満たす成果であり、米国に続き中国がこの精度を達成した2カ国目となります。新技術として、移動型光格子、ファラデーケージ、温度制御シールド、傾斜格子を用いた浅い光格子などを統合し、黒体放射や密度シフトなどの測定誤差要因を極限まで抑制。精度は57,000秒間で1.2×10⁻¹⁸、系統誤差は1.96×10⁻¹⁸を記録。精密計測や基礎物理研究において大きな前進を遂げました。

<関連情報>

2×10-18の精度を持つNTSC SrII光格子時計 NTSC SrII optical lattice clock with uncertainty of 2×10−18

Xiao-Tong Lu, Feng Guo, Yan-Yan Liu, Jin Cao, Jia-An Li, Jing-Jing Xia, Qin-Fang Xu, Ben-Quan Lu, Ye-Bing Wang and Hong Chang
Metrologia  Published: 2 June 2025
DOI:10.1088/1681-7575/addc77

Abstract

We report the systematic evaluation of the SrII optical lattice clock (OLC) at the National Time Service Center, achieving an uncertainty of 1.96×10−18. The newly established 87Sr OLC controls the black-body radiation shift by moving atoms into a temperature-stabilized chamber for clock transition detection. It mitigates the DC Stark shift by using conductive optical films on the inner windows, and reduces both the density shift and AC Stark shift by operating the clock with a relatively low lattice trap depth. Additionally, this clock accommodates changes in the angle between the lattice and gravity directions by rotating the entire setup, allowing for convenient adjustment of the tunneling effect in the shallow lattice.

0110情報・精密機器
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