Магическая длина волны (также известная как родственная величина, магическая частота ) — это длина волны оптической решетки , в которой поляризуемость двух состояний атомных часов имеет одинаковое значение, так что штарковский сдвиг переменного тока , вызванный флуктуациями интенсивности лазера, не влияет на частота перехода между двумя состояниями часов. [1] [2]
Лазерное поле в оптической решетке индуцирует электрический дипольный момент в атомах, оказывая на них силы и, следовательно, удерживая их. Однако различие в поляризуемости атомных состояний приводит к штарковскому сдвигу частоты перехода между двумя состояниями, сдвигу, который зависит от оптической интенсивности лазера в конкретном месте атома в решетке. [1] Когда дело доходит до точных измерений частоты перехода, таких как атомные часы, временные флуктуации оптической интенсивности лазера могут ухудшить точность часов. Более того, из-за пространственного изменения интенсивности лазерного излучения в решетке движение атома внутри решетки также будет связано с неопределенностью внутренней частоты перехода атома.
Несмотря на разные функциональные формы, поляризуемость двух атомных состояний зависит от длины волны лазерного поля. В некоторых случаях становится возможным найти конкретную длину волны, при которой два атомных состояния будут иметь совершенно одинаковую поляризуемость. Эта конкретная длина волны, при которой штарковский сдвиг переменного тока исчезает для частоты перехода, называется магической длиной волны, а частота, соответствующая этой длине волны, называется магической частотой. Эта идея была впервые предложена в расчетах Хидетоши Катори в 2003 году [1] , а затем экспериментально реализована группой Катори в 2005 году. [2]