光学离子钟中固有时间的量子特征

基于原子和离子的光钟通过频率偏移解析原子运动或引力势中不同位置导致的时间膨胀效应,以前所未有的灵敏度探测相对论效应。然而,迄今为止所有时间膨胀测量结果均可有效解释为相对于经典本征时间参数的动力学效应。本研究证明原子钟可探测经典本征时间动力学描述失效的量子效应:研究人员采用哈密顿形式体系推导谐波束缚时钟原子中的时间膨胀效应,揭示出真空能量(vSODS)、压缩态(sqSODS)及动力学量子修正(qSODS)引起的二阶多普勒频移;并论证当原子运动处于强压缩态时,运动状态与时钟演化的纠缠效应可在尖端原子钟中观测到,从而实现本征时间干涉测量。该工作表明,囚禁离子钟实验已具备探测需量子化描述本征时间的时钟相对论演化的能力。

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