Narrow and ultranarrow transitions in highly charged Xe ions as probes of fifth forces

Rehbehn, Nils-Holger; Rosner, Michael; Berengut, Julian; Schmidt, Piet O.; Pfeifer, Thomas; Gu, Ming Feng; Crespo López-Urrutia, José R.

doi:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.161803

Zugriffsnummer	52031
Dokumenttyp	Zeitschriftenartikel
Peer Review	mit Peer Review
Sprache	Englisch
Titel	Narrow and ultranarrow transitions in highly charged Xe ions as probes of fifth forces
Autor(in); Institution	Rehbehn, Nils-Holger; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Rosner, Michael; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Berengut, Julian; School of Physics, University of New South Wales, Sydney, New South Wales, AUSTRALIA; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Schmidt, Piet O.; QUEST Institute for Experimental Quantum Metrology, PTB-Braunschweig; Leibniz Universität, Institut für Quantenoptik, Hannover, GERMANY Pfeifer, Thomas; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY Gu, Ming Feng; Space Science Laboratory, University of California, Berkeley, USA Crespo López-Urrutia, José R.; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg, GERMANY
Quelle/Jahr	Physical Review Letters: 131 (2023), 16, 1 - 7
Artikelnummer	161803
ISSN	0031-9007 (print) ; 1079-7114 (online)
DOI	https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.161803
URL	https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.131.161803
Verlag	College Park, Md.: American Physical Society (APS)
Freie Schlagworte	Optica frequency metrology ; Spectroscopy ; Atoms ; Ions ; Electronic transitions
Zusammenfassung	Optical frequency metrology in atoms and ions can probe hypothetical fifth forces between electrons and neutrons by sensing minute perturbations of the electronic wave function induced by them. A generalized King plot has been proposed to distinguish them from possible standard model effects arising from, e.g., finite nuclear size and electronic correlations. Additional isotopes and transitions are required for this approach. Xenon is an excellent candidate, with seven stable isotopes with zero nuclear spin, however it has no known visible ground-state transitions for high resolution spectroscopy. To address this, we have found and measured twelve magnetic-dipole lines in its highly charged ions and theoretically studied their sensitivity to fifth forces as well as the suppression of spurious higher-order standard model effects. Moreover, we identified at 764.8753(16) nm a E2-type ground-state transition with 500 s excited state lifetime as a potential clock candidate further enhancing our proposed scheme.

Kostenfreier Zugang	Open Access Gold
Rechteinformation	CC BY 4.0 ; Creative Commons Attribution 4.0 License

Themenbereich der Metrologie	Zeit und Frequenz
Innovationscluster	Quantentechnologie
Geschäftsfelder	Grundlagen der Metrologie
Förderinformationen (1)	Förderername: Max-Planck, Riken, PTB Center for Time, Constants, and Fundamental Symmetries (C-TCFS)
Förderinformationen (2)	Förderername: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Förderer ID: 0000 0001 2096 9829 Förderer ID Typ: ISNI Förderprogramm: SFB 1225 (ISOQUANT)
Förderinformationen (3)	Förderername: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Förderer ID: 0000 0001 2096 9829 Förderer ID Typ: ISNI Förderprogramm: Germany’s Excellence Strategy - EXC-2123 QuantumFrontiers Förderungsnummer: 390837967
Förderinformationen (4)	Förderername: Alexander von Humboldt-Stiftung (AvH) Förderer ID: 0000 0001 1034 1691 Förderer ID Typ: ISNI
Förderinformationen (5)	Förderername: Australian Research Council (ARC) Förderer ID: 0000 0004 0611 9213 Förderer ID Typ: ISNI
Förderinformationen (6)	Förderername: European Commission (EC) Förderer ID: 0000 0001 2242 8989 Förderer ID Typ: ISNI Förderprogramm: EMPIR 2020 Fundamental Titel der Förderung: 20FUN01: TSCAC: Two-species composite atomic clocks Förderungsnummer: 20FUN01
Förderinformationen (7)	Förderername: European Research Council (ERC) Förderer ID: 0000 0000 8923 0953 Förderer ID Typ: ISNI Förderprogramm: Horizon 2020 research and innovation programme Förderungsnummer: 101019987

Zitierung

Rehbehn, N.-H., Rosner, M., Berengut, J., Schmidt, P. O., Pfeifer, T., Gu, M. F., & Crespo López-Urrutia, J. R. (2023). Narrow and ultranarrow transitions in highly charged Xe ions as probes of fifth forces. Physical Review Letters, 131(16), 1–7. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.161803

Exportieren

RIS BibTeX

Zitierung

Exportieren

PTB-Publica Menü