Projekt B02: Test fundamentaler Physik mit optischen Uhren

Das Projekt hat zum Ziel, optische Gitteruhren zu verbessern. Dazu sollen bewegungsabhängigen Verschiebungen, die zur Zeit die Genauigkeit wesentlich begrenzen, durch dezidierte Quantenzustände der Bewegung kontrolliert und reduziert werden. Die Stabilität der Uhren soll verbessert werden, indem Techniken zur korrelierten Abfrage, zum nichtzerstörenden Auslesen des Uhrenübergangs und zu neuartigen, aktive Laserquellen basierend auf schmalen atomaren Übergängen entwickelt werden. Längerfristig sollen so optischen Gitteruhren mit Instabilitäten unterhalb der Quantenprojektionsgrenze betrieben werden.


Veröffentlichungen

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Schmidt RP, Ramakrishna S, Peshkov AA, Huntemann N, Peik E, Fritzsche S et al. Atomic photoexcitation as a tool for probing purity of twisted light modes. Physical Review A. 2024 Mär 4;109(3):033103. doi: 10.1103/PhysRevA.109.033103
Dörscher S, Klose J, Maratha palli S, Lisdat C. Experimental determination of the E2−M1 polarizability of the strontium clock transition. Physical Review Research. 2023 Feb 7;5(1):L012013. doi: 10.1103/PhysRevResearch.5.L012013
Filzinger M, Dörscher S, Lange R, Klose J, Steinel M, Benkler E et al. Improved limits on the coupling of ultralight bosonic dark matter to photons from optical atomic clock comparisons. Physical Review Letters. 2023 Jun 22;130(25):253001. 253001. doi: 10.48550/arXiv.2301.03433, 10.1103/PhysRevLett.130.253001
Kedar D, Yu J, Oelker E, Staron A, Milner WR, Robinson JM et al. Frequency stability of cryogenic silicon cavities with semiconductor crystalline coatings. OPTICA. 2023 Apr 20;10(4):464-470. doi: 10.1364/OPTICA.479462
Peshkov AA, Bidasyuk YM, Lange R, Huntemann N, Peik E, Surzhykov A. Interaction of twisted light with a trapped atom: Interplay between electronic and motional degrees of freedom. Physical Review A. 2023 Feb 13;107(2):023106. doi: 10.1103/physreva.107.023106
Steinel M, Shao H, Filzinger M, Lipphardt B, Brinkmann M, Didier A et al. Evaluation of a Sr+ 88 Optical Clock with a Direct Measurement of the Blackbody Radiation Shift and Determination of the Clock Frequency. Physical review letters. 2023 Aug 23;131(8):083002. doi: 10.1103/PhysRevLett.131.083002
Kazakov GA, Dubey S, Bychek A, Sterr U, Bober M, Zawada M. Ultimate stability of active optical frequency standards. Physical Review A. 2022 Nov 23;106(5):053114. doi: 10.48550/arXiv.2205.14130, 10.1103/PhysRevA.106.053114
Lange R, Huntemann N, Peshkov AA, Surzhykov A, Peik E. Excitation of an Electric Octupole Transition by Twisted Light. Physical review letters. 2022 Dez 12;129(25):253901. doi: 10.1103/PhysRevLett.129.253901
Schioppo M, Kronjäger J, Silva A, Ilieva R, Paterson JW, Baynham CFA et al. Comparing ultrastable lasers at 7 × 10−17 fractional frequency instability through a 2220 km optical fibre network. Nature Communications. 2022 Jan 11;13(1):212. doi: 10.1038/s41467-021-27884-3
Steinel M, Shao H, Filzinger M, Lipphardt B, Brinkmann M, Didier A et al. Evaluation of a 88Sr+ optical clock with a direct measurement of the blackbody radiation shift and determination of the clock frequency. 2022 Dez 16. Epub 2022 Dez 16. doi: 10.48550/arXiv.2212.08687
Dörscher S, Huntemann N, Schwarz R, Lange R, Benkler E, Lipphardt B et al. Optical frequency ratio of a 171Yb+ single-ion clock and a 87Sr lattice clock. METROLOGIA. 2021 Feb;58(1):015005. doi: 10.1088/1681-7575/abc86f
Lange R, Huntemann N, Rahm JM, Sanner C, Shao H, Lipphardt B et al. Improved Limits for Violations of Local Position Invariance from Atomic Clock Comparisons. Physical review letters. 2021 Jan 6;126(1):011102. doi: 10.1103/PhysRevLett.126.011102
Lisdat C, Dörscher S, Nosske I, Sterr U. Blackbody radiation shift in strontium lattice clocks revisited. Physical Review Research. 2021 Dez 9;3(4):L042036. doi: 10.1103/physrevresearch.3.l042036
Dörscher S, Al-Masoudi A, Bober M, Schwarz R, Hobson R, Sterr U et al. Dynamical decoupling of laser phase noise in compound atomic clocks. Communications Physics. 2020 Dez 1;3(1):185. doi: 10.1038/s42005-020-00452-9
Roberts BM, Delva P, Al-Masoudi A, Amy-Klein A, Bærentsen C, Baynham CFA et al. Search for transient variations of the fine structure constant and dark matter using fiber-linked optical atomic clocks. New journal of physics. 2020 Sep;22(9):093010. doi: 10.1088/1367-2630/abaace
Schulte M, Lisdat C, Schmidt PO, Sterr U, Hammerer K. Prospects and challenges for squeezing-enhanced optical atomic clocks. Nature Communications. 2020 Nov 24;11(1):5955. doi: 10.1038/s41467-020-19403-7
Schwarz R, Dörscher S, Al-Masoudi A, Benkler E, Legero T, Sterr U et al. Long term measurement of the Sr 87 clock frequency at the limit of primary Cs clocks. Physical Review Research. 2020 Aug;2(3):033242. doi: 10.1103/PhysRevResearch.2.033242
Herbers S, Dörscher S, Benkler E, Lisdat C. Phase noise of frequency doublers in optical clock lasers. Optics express. 2019;27(16):23262-23273. doi: 10.1364/OE.27.023262
Schwarz R, Dörscher S, Al-Masoudi A, Vogt S, Li Y, Lisdat C. A compact and robust cooling laser system for an optical strontium lattice clock. Review of scientific instruments. 2019 Feb 25;90(2):023109. doi: 10.1063/1.5063552
Dörscher S, Schwarz R, Al-Masoudi A, Falke S, Sterr U, Lisdat C. Lattice-induced photon scattering in an optical lattice clock. Physical Review A. 2018 Jun 25;97(6):063419. doi: 10.1103/PhysRevA.97.063419
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Projektleiter

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PD Dr. Christian Lisdat
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Mitarbeiter

Dr. Sören Dörscher
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