Optische Spektroskopie des Uhrenübergangs in Zink

• Antragsteller: Professor Dr. Simon Stellmer
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496941189

Optische Atomuhren sind hochpräzise Instrumente zur Messung von Frequenzen mit einer relativen Ungenauigkeit auf der 18. Nachkommastelle. Die Entwicklung dieser Uhren ist noch lange nicht abgeschlossen, und wir schlagen vor, das Element Zink auf seine Eignung für den Einsatz als Basis einer optischen Uhr hin zu untersuchen. Zink hat in dieser Hinsicht eine Reihe von ausgezeichneten Eigenschaften, etwa eine kleine Empfindlichkeit gegenüber Schwarzkörperstrahlung, sowie hervorragend geeignete optische Übergänge für sehr schnelles und effizientes Fangen und Kühlen großer atomarer Ensembles. Zudem lassen sich die wichtigsten benötigten Laserwellenlängen als höhere Harmonische von Faserlasern bei Telekom-Wellenlängen erzeugen; dies ermöglicht robuste und transportable Aufbauten auf Basis industriell etablierter Technologien. Eine solche transportable Uhr könnte für Präzisionsmessungen etwa in der Geodäsie eingesetzt werden.In diesem Projekt wollen wir die Grundlagen für eine optische Zink-basierte Uhr schaffen und weltweit erstmals optische Spektroskopie an neutralen Zinkatomen durchführen. Dazu werden die Atome mithilfe einer schmalbandigen magneto-optischen Falle aus einem Zeeman-Abbremser gefangen und gekühlt, um dann in einer eindimensionale optische Stehwelle gespeichert zu werden. So kann der Uhrenübergang spektroskopiert und die magische Wellenlänge bestimmt werden.Für dieses dreijährige Projekt beantragen wir Personalmittel für eine/n Doktoranden/in und Sachmittel für den Aufbau des Experimentes.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Japan, Niederlande
• Kooperationspartner: Professor Dr. Florian Schreck; Dr. Atsushi Yamaguchi