streszczenie (pl, en)

Optyczne wzorce metrologii kwantowej
Zasada działania optycznych wzorców kwantowych oparta jest na konwersji różnicy
energii dwóch stanów układu atomowego na częstotliwość światła oddziałującego
rezonansowo z tym układem. Wzorce optyczne są najdokładniejszymi narzędziami
metrologicznymi i mają istotne znaczenie dla rozwoju cywilizacji oraz w badaniach
podstawowych praw fizyki. Prawdopodobnie w niedalekiej już przyszłości optyczne
wzorce częstotliwości będą definiowały sekundę w układzie SI.
Treść pracy skupia się na wzorcach optycznych zbudowanych w Krajowym
Laboratorium FAMO w Toruniu. Opisane są w niej problemy związane z oddziaływaniem
układu atomowego z otoczeniem oraz techniki eksperymentalne wykorzystywane w
optycznych wzorcach atomowych. W części eksperymentalnej pracy przedstawione są dwa
optyczne zegary atomowe na atomach strontu w sieci optycznej oraz wzorzec, w którym
wykorzystywane jest dwufotonowe przejście optyczne rubidu.
W pracy przedstawiono pomiar absolutnej częstotliwości dwufotonowego przejścia
5S-7S w rubidzie na poziomie kHz oraz pomiar absolutnej częstotliwości przejścia
zegarowego 1S0-3P0 w atomach 88Sr na poziomie Hz. Zaprezentowane są również:
spektroskopia hercowej rozdzielczości i stabilność poniżej 7×10-17 dwóch niezależnych
zegarów optycznych na izotopach 88Sr w sieci optycznej.
Optical standards of quantum metrology
The idea of quantum optical standards is to transfer the energy difference betwen
two atomic states to the frequency of radiation interacting with this atom. Since optical
standards are the most precise metrological devices they are crucial for the development
of civilization and for fundamental physics research. Farther, probably in the near future
optical standards will be the primary standards of second.
The thesis is focused on the optical frequency standards built in national laboratory
KL FAMO in Toruń. The first part of the thesis privides a review on the physical issues
like atom-environment interaction and experimental techniques used in optical standards.
The experimental section describes two strintium optical lattice clocks and the twophoton 5S-7S transition standard.
In the thesis I report the absolute frequency measurements of the rubidium 5S–7S
two-photon transition and the clock transition in 88Sr with uncertainties at the kHz and
Hz levels, respectively. I also report the stability below 7×10−17 of two independent
optical lattice clocks operating with bosonic 88Sr isotope.