离子钟

离子钟（ion clock），理学-天文学-基本天文学-时间-﹝新型时钟﹞，以带电粒子能级的量子跃迁频率为标准的原子钟。离子被特定构型的静电、静磁或射频场束缚在阱区中，从而只能在空间中一个很小的范围内运动。这种方法有以下优点：①离子被长期囚禁在一个小区域，除了束缚场以外很少受到其他干扰，它与辐射场相互作用的时间实际上不受限制，可以获得极窄的鉴频谱线。②束缚空间尺寸小于辐射波长，可以有效地抑制谱线的多普勒频移。离子阱的种类很多，有彭宁阱（Penning trap）、保尔阱（Paul trap）、联合阱以及其他特殊的离子阱等。而离子钟常用保尔阱，其特点是用与时间相关的射频场产生囚禁势，于是没有外加强磁场所引起的塞曼效应的影响，适合用来制成原子钟。但该阱的缺点是存在“射频加热”效应，只有中心一个点的电势最低。离子阱的囚禁势能阱深大约为几到几十电子伏特，囚禁离子的动能应该小于离子阱阱深才能实现离子的有效囚禁。为了有效地捕获离子和在光谱中减小由离子运动多普勒效应引起的展宽，需要降低它们的动能，使囚禁离子从最初的热运动（约几百开尔文量级）到毫开尔文量级。