新聞科研進(jìn)展
精密測(cè)量院在鈹-9離子精密測(cè)量上取得重要進(jìn)展
近日，精密測(cè)量院冷分子離子研究團(tuán)隊(duì)在鈹-9離子（9Be+）精密光譜測(cè)量上取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)在線型離子阱中通過(guò)多脈沖對(duì)離子態(tài)進(jìn)行制備，實(shí)現(xiàn)鈹離子基態(tài)超精細(xì)磁不敏感躍遷測(cè)量，成功將弱磁場(chǎng)下鈹離子基態(tài)超精細(xì)常數(shù)測(cè)量精度提升一個(gè)數(shù)量級(jí)。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在《物理評(píng)論A》（Physical Review A）上。
鈹-9離子作為少體三電子體系，可被量子電動(dòng)力學(xué)（QED）理論高精度計(jì)算；同時(shí)，它可以直接被激光冷卻形成庫(kù)侖晶體。在該庫(kù)侖晶體中，離子具有高度局域化和集體輻射的特點(diǎn)，有助于提升光譜測(cè)量的信噪比。此外，鈹-9離子具有較高的荷質(zhì)比，是小質(zhì)量離子和高離化態(tài)離子的理想冷卻劑；其核自旋為3/2，通過(guò)對(duì)離子的超精細(xì)結(jié)構(gòu)測(cè)量可以反演出核結(jié)構(gòu)信息。
目前，關(guān)于鈹離子電子基態(tài)超精細(xì)常數(shù)的最高精度測(cè)量均是在強(qiáng)場(chǎng)中完成，且不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果之間存在不一致?？紤]到抗磁效應(yīng)對(duì)超精細(xì)常數(shù)測(cè)定的影響，在弱磁場(chǎng)（尤其是接近零磁場(chǎng)）下進(jìn)行高精度測(cè)量顯得尤為重要。然而，當(dāng)前弱磁場(chǎng)下的測(cè)量精度與強(qiáng)磁場(chǎng)下的測(cè)量精度之間存在四個(gè)數(shù)量級(jí)的差距。為了填補(bǔ)這個(gè)差距，精密測(cè)量院冷分子離子團(tuán)隊(duì)利用離子阱囚禁電極作為微波天線，在弱場(chǎng)下實(shí)現(xiàn)了鈹-9離子基態(tài)超精細(xì)磁不敏感躍遷。通過(guò)測(cè)量超精細(xì)躍遷頻率隨磁場(chǎng)變化的譜線，擬合得到不依賴于任何物理常數(shù)和鈹離子結(jié)構(gòu)參數(shù)的基態(tài)超精細(xì)常數(shù)，比現(xiàn)有弱磁場(chǎng)下的結(jié)果提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。
該研究成果以“Precision measurement of the ground-state hyperfine constant?for ?Be? in?a linear Paul trap via magnetically insensitive hyperfine transitions”為題發(fā)表在《物理評(píng)論A》（Physical Review A）上。精密測(cè)量院博士研究生敖致遠(yuǎn)和白文麗為共同第一作者，助理研究員彭文翠和研究員童昕為共同通訊作者。
該研究工作得到了國(guó)家科技部和國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。
文章鏈接：http://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/4b8w-pxt7