Лаборатория теоретических основ атомных часов и магнитометров


Существенное улучшение метрологических характеристик (стабильность, точность, чувствительность) атомных часов и магнитометров требует решения ряда важных физических проблем, связанных с повышением качества параметров регистрируемых резонансов (амплитуда, ширина, сдвиг, асимметрия и др.) и снижением их чувствительности к внешним возмущениям. Наряду с этим необходимым является проведение исследований фундаментального характера, включающих развитие новых спектроскопических методов и расчет сдвигов различной природы (тепловые, столкновительные, релятивистские и т.п.).

Для решения ключевых проблем, планируется выполнить следующий комплекс исследований:

  • обобщение метода рамсеевской спектроскопии, позволяющего подавить сдвиг реперного резонанса из-за полевого сдвига уровней атома во время действия импульсного пробного поля и уменьшить чувствительность к флуктуациям его интенсивности путем оптимизации параметров последовательности импульсов пробного поля (длительности импульсов и временной задержки между ними, амплитуд, фаз, поляризации);
  • разработка эффективного метода расчета атомных резонансов в лазерном поле с произвольной периодической временной модуляцией параметров поля;
  • расчет резонансов когерентного пленения населенностей в лазерном поле с периодической модуляцией фазы, амплитуды и поляризации вне рамок фурье-разложения, что позволит учесть влияние на параметры резонанса всех нерезонансных компонент поля;
  • исследование магниточувствительных атомных резонансов с учетом реальной зеемановской и сверхтонкой структуры энергетических уровней и различных механизмов релаксации;
  • разработка оптимальных схем возбуждения магтниточувствительных резонансов с максимальным качеством (отношение контраста к ширине);
  • развитие динамического подхода к анализу передачи флуктуаций (шумов) от лазерного излучения в спектроскопический сигнал и определение оптимальных параметров, при которых передача шума минимальна;
  • анализ и оценка величины различных сдвигов частоты часового перехода в атомах и ионах, разработка методов их минимизации;
  • поиск новых объектов (атомов и ионов) и оптических переходов для создания оптических часов следующего поколения, с потенциально достижимой точностью на уровне 10-18 – 10-19.

Руководитель лаборатории

Юдин Валерий Иванович
д.ф.-м.н.

Сотрудники лаборатории

Тайченачев
Алексей Владимирович

д.ф.-м.н., профессор

Басалаев
Максим Юрьевич

к.ф.-м.н., н.с.

Зибров
Александр Сергеевич

с.н.с.

Ильенков
Роман Ярославович

м.н.с.