【技术实现步骤摘要】
一种标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法和系统
[0001]本专利技术属于囚禁离子体系标定
,尤其涉及一种标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法和系统。
技术介绍
[0002]基于单电荷态(SCIs)的囚禁、冷却及量子态精细调控,极大的提升了精密测量物理的研究与应用精度。目前冷SCIs光钟的频率不确定度已达到10
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量级,是未来守时、授时、用时及计量等产业的首选高端时间频率基准。目前,物理相互作用对电子结合能或跃迁频率的影响已逐渐成为制约SCIs光钟性能进一步提升的关键因素。在进一步精细调控SCIs体系的内态、运动、环境场的同时,制备频移效应更小的新物理体系成为发展更高精度原子钟的一条重要解决途径。
[0003]通过提升离化电荷数而发展起来的HCIs,可以显著增加价电子的束缚能,增强电子波函数与核的相互作用强度,成为一个特色和优势都非常突出的新物理体系。HCIs的弱禁阻跃迁谱线线宽极窄,受外界环境场微绕效应的影响远低于SCIs的同类跃迁谱线,其频率不确定度有望达到10
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法,其特征在于,包括:建立HCIs
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SCIs混合离子体系的协同作用动力学量化模型;根据HCIs
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SCIs混合离子体系的协同作用动力学量化模型,确定HCIs
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SCIs相对空间分布与HCIs电荷态间的对数依赖关系;根据HCIs
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SCIs相对空间分布与HCIs电荷态间的对数依赖关系,建立囚禁HCIs
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SCIs混合离子体系的电荷态
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离子相对间距标尺;根据囚禁HCIs
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SCIs混合离子体系的电荷态
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离子相对间距标尺,标定囚禁离子电荷态及相对空间分布,给出了实现HCIs相对位置及电荷态的实时、非破坏性精密反演的方案。2.根据权利要求1所述的标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法,其特征在于,建立HCIs
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SCIs混合离子体系的协同作用动力学量化模型,包括:建立囚禁SCIs离子系综模型;建立HCIs
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SCIs混合离子体系的稳态谐振囚禁体系。3.根据权利要求2所述的标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法,其特征在于,建立囚禁SCIs离子系综模型,包括:建立离子系综的电磁场囚禁试验装置,以SCIs离子系综的原始参数和电磁场参数为初值条件,根据离子系综的马修动力学方程,构建囚禁SCIs离子系综的射频动态束缚模型,提取SCIs离子系统运动频谱,并通过提升几何因子精度实现与久期运动激发频谱的精确匹配;其中,SCIs离子系综的原始参数包括:离子的质量M、离子的电荷Q和离子系综的离子数N;SCIs离子系综的电磁场参数包括:射频势的频率Ω,射频势的振幅U
rf
、施加在射频场上的静态直流偏置电压U
dc
、离子阱的径向几何因子参数κ
r
、离子阱的轴向几何因子参数κ
z
、离子阱几何中心到离子阱表面的最小径向距离r0、谐振匹配下离子阱的等效电容值C、势阱深度D。4.根据权利要求3所述的标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法,其特征在于,建立HCIs
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SCIs混合离子体系的稳态谐振囚禁体系,包括:优化修正囚禁SCIs离子系综的电磁场使其能进一步兼容匹配HCIs的稳定囚禁条件,将HCIs注入SCIs离子系综,评估HCIs对SCIs动力学特性的影响,实现HCIs
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SCIs混合离子系综的低加热率稳态囚禁,建立HCIs
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SCIs混合离子体系的稳态动力学谐振囚禁模型。5.根据权利要求4所述的标定囚禁离子电荷态及相对空间分布的方法,其特征在于,根据HCIs
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SCIs混合离子体系的协同作用动力学量化模型,确定HCIs
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SCIs相对空间分布与HCIs电荷态间的对数依赖关系,包括:基于快速FFT方法提取HCIs
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SCIs混合离子系综运动频谱,验证HCIs
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SCIs混合离子系综运动频谱是否与低阶模式耦合理论谐振频点一致;如果不一致,增加HCIs
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SCIs混合离子系综的高阶非谐性势级次,直到精密匹配;如果匹配,进一步提取不同电荷态下HCIs
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SCIs混合离子系综的特征温度,获得电荷态对HCIs
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SCI...
【专利技术属性】
技术研发人员:杜丽军,韩虹,蒙艳松,贺玉玲,张立新,谢军,
申请(专利权)人:西安空间无线电技术研究所,
类型:发明
国别省市:
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