Design and construction of an atomic clock on an atom chip
Conception et construction d'une horloge atomique sur une "puce à atomes"
Résumé
We describe the design and construction of an atomic clock on an atom chip, intended as a secondary standard, with a stability in the range of few 1e-13 at 1s. This clock is based on a two-photon transition between the hyperfine states |F=1,mF=-1> and |2,1>
of the electronic ground state of the 87Rb atom. This transition is interrogated using a Ramsey scheme, operating on either a cloud of thermal atoms or a Bose-Einstein condensate. In contrast to atomic fountain clocks, this clock is magnetically trapped on an atom chip.
We describe a theoretical model of the clock stability and the design and construction of a dedicated apparatus. It is able to control the magnetic field at the relative 1e-5 level and features a hybrid atom chip, containing DC conductors as well as a microwave transmission line for the clock interrogation.
of the electronic ground state of the 87Rb atom. This transition is interrogated using a Ramsey scheme, operating on either a cloud of thermal atoms or a Bose-Einstein condensate. In contrast to atomic fountain clocks, this clock is magnetically trapped on an atom chip.
We describe a theoretical model of the clock stability and the design and construction of a dedicated apparatus. It is able to control the magnetic field at the relative 1e-5 level and features a hybrid atom chip, containing DC conductors as well as a microwave transmission line for the clock interrogation.
Nous décrivons la conception et la construction d'une horloge atomique sur une puce à atomes, visant une stabilité de quelques 1e-13 à 1s et une application en tant qu'étalon secondaire. Cette horloge est basée sur la transition à deux photons entre les sous-états hyperfins |1,-1> et |2,1> de l'état fondamental de l'atome 87Rb. Elle interroge cette transition en effectuant une spectroscopie de type Ramsey, soit sur un nuage thermique d'atomes froids, soit sur un condensat de Bose--Einstein (BEC). Contrairement aux horloges à fontaines, ce nuage est magnétiquement piégé sur une puce à atomes.
Nous décrivons d'une part un modèle théorique de la stabilité d'horloge, d'autre part un montage expérimental dedié, capable de contrôler le champ magnétique à un niveau relatif de 1e-5 et doté d'une puce hybride, qui contient des conducteurs à courant continu ainsi qu'un guide d'onde pour acheminer la microonde
Nous décrivons d'une part un modèle théorique de la stabilité d'horloge, d'autre part un montage expérimental dedié, capable de contrôler le champ magnétique à un niveau relatif de 1e-5 et doté d'une puce hybride, qui contient des conducteurs à courant continu ainsi qu'un guide d'onde pour acheminer la microonde
Domaines
Physique Atomique [physics.atom-ph]
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