摘要：

冷原子物理和激光技术的发展推动了原子光频的精密谱的进展。由此得到更精确的物理常数，在更高精度检验基本物理规律；并导致新的物理机理的认识和发现。同时推动时间频率标准发展和应用。
       本报告介绍我们近期的离子精密光谱研究进展。
       (1)实现高精度离子光频标和可搬运离子光钟，开展精密测量实验
       解决单离子的稳定囚禁和有效冷却、超窄线宽激光研制和实验环境影响（含电、磁、振动、温度等）等关键问题， 2015年实现了不确定度5.5×10-17、稳定度7×10-17的钙离子光频标[1]。新近通过对微运动、黑体辐射和伺服误差等效应的进一步抑制，钙离子光频标的不确定度达到2.2×10-17。稳定度达6.3×10-18/500000s[2]。设计并实现了液氮低温系统，进一步抑制黑体辐射效应，2021年频率不确定达到3×10-18[3]。
       实现可搬运的钙离子光钟（不确定度达到1.3×10-17）, 运行率达到 >75%。成功搬运到北京计量院（相距 >1200公里）[4]。
       利用可搬运钙离子光钟在计量院朔源到SI和我国的喷泉钟测量了钙离子光频标绝对频率，不确定度达10-16和10-15量级。测量值在2021年3月19日召开的第22届国际时间频率咨询委员会会议上被采纳，钙离子光频跃迁同时被国际长度-时间频率咨询委员会联合工作组推荐为新增的次级秒定义参考。
两个钙离子光钟不同高度的比对，测量了引力红移效应；两个钙离子光钟的比对，在10-18量级检验洛伦茨不变性。
       (2)高离化态镍离子和少电子原子锂离子精密光谱
实验同理论结合，开展了HCI光频标的初步研究，建立小型高温超导电子束离子阱，测量了镍HCI多条钟跃迁参考跃迁波长，测量值的不确定度比NIST推荐值小1-2个量级[5]。
     发展稳定的离子束，采用饱和吸收方案，精确测量了7Li+离子2S和2P态的精细结构和超精细结构劈裂，精度优于100kHz。把测量精度提高了一个量级[5]。同理论结合，定出锂核Zemach半径，确认了“锂6核的Zemach半径比锂7核小40%”[6]。

参考文献：
1.       Frequency Comparison of Two 40Ca+ Optical Clocks with an Uncertainty at the 10-17 Level，Phys. Rev. Lett., 116, 013001(2016)
2.       The 40Ca+ Ion Optical Clock，National Science Review 7,1799(2020)
3.       Geopotential measurement with a robust, transportable Ca+ optical clock，Phys. RevA.102.050802(R)(2020)
4.       A liquid nitrogen-cooled Ca+ optical clock with systematic uncertainty of 3.0×10-18 DOI: 10.21203/ rs.3.rs- 333884/ v1
5.       Probing multiple electric-dipole-forbidden optical transitions in highly charged nickel ions, Phys. Rev. A 103, 022804 (2021))。
6.       Probing atomic and nuclear properties with precision spectroscopy of fine and hyperfine structures in the 7Li+ ion，Phys. Rev. A 102, 030801(R) (2020)
7.       Precision calculation of hyperfine structure and the Zemach radii of 6,7Li+ ions，Phys. Rev. Lett. 125, 183002 (2020)

报告人简介：

高克林 研究员，博导。1982年1月毕业于华中理工大学物理系，1990年于中国科学技术大学获博士学位。毕业后在中国科学院武汉物理与数学研究所（现中国科学院精密测量科学与技术研究院）工作。曾先后在美国华盛顿大学物理系，英国国家物理实验室，奥地利Innsbruck 大学访问和合作研究。主要从事囚禁冷却离子光频标以及精密谱研究。2005年，被科技部聘为“973”计划“原子频标物理与技术基础”项目首席科学家；2011年被科技部聘为 “973” 计划 “光频标关键物理问题与技术实现” 项目首席科学家；2017被科技部聘为 “国家重点研发计划重点专项-量子调控与量子信息” —  “高精度原子光钟” 项目首席科学家。

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