Колачевский Николай Николаевич

/ 9 июля, 2021/ *

Доктор физ.-мат. наук, член-корреспондент РАН, директор ФИАН, главный научный сотрудник Отдела спектроскопии

Вид научной деятельности
Экспериментальная физика

Область физики, в рамках которой проводятся научно-исследовательские работы
Квантовые вычисления, Оптические стандарты частоты, лазерное охлаждение, прецизионная спектроскопия

Отдел/лаборатория/Общее название темы.
Отделение оптики, отдел спектроскопии, оптика сложных квантовых систем

Исследовательские работы ведутся по двум основным направлениям – (i) разработка оптических часов нового поколения и (ii) разработка квантовых вычислителей на ионной платформе. В рамках первого направления изучаются вопросы глубокого лазерного охлаждения атомов тулия, ионов иттербия и других атомных ансамблей, методов удержания в ловушках, создания ультрастабильных лазерных систем для опроса часовых переходов и исследования характеристик с использованием оптических гребенок. Исследуются методы манипуляции квантовыми состояниями, анализируется взаимодействие атомных систем с внешними полями. В рамках второго направления идет разработка ионных ловушек, анализу глубокого охлаждения ионов иттербия, методов индивидуальной адресации атомов и считывания квантовых состояний. Ведутся исследования по оптимизации квантовых алгоритмов, повышению качества операций и масштабируемости квантовых вычислителей.

Ключевые публикации за последние 5 лет.

  • Golovizin A. et al. Extraordinary low systematic frequency shifts in bi-colour thulium optical clock //arXiv preprint arXiv:2102.07468. – 2021
  • Fedorova E. et al. Simultaneous preparation of two initial clock states in a thulium optical clock //Physical Review A. – 2020. – Т. 102. – №. 6. – С. 063114.
  • Akopyan L. A. et al. Optimization of the Normal Mode Spectrum of Linear Ion Crystals in Paul Traps for EIT Cooling Using an Optical Lattice //JETP Letters. – 2020. – Т. 112. – №. 9. – С. 585-590.
  • Golovizin A. et al. Inner-shell clock transition in atomic thulium with a small blackbody radiation shift //Nature communications. – 2019. – Т. 10. – №. 1. – С. 1-8.
  • Semerikov I. A. et al. Compact Transportable Optical Standard Based on a Single 171 Yb+ Ion (“YBIS” Project) //Bulletin of the Lebedev Physics Institute. – 2018. – Т. 45. – №. 11. – С. 337-340.
  • Beyer A. et al. The Rydberg constant and proton size from atomic hydrogen //Science. – 2017. – Т. 358. – №. 6359. – С. 79-85.

Дополнительная информация включая возможность обучения иностранных
аспирантов на англ., ссылки, фотографии и иллюстрации.

  • В коллаборации с учеными из Германии получено новое значение постоянной Ридберга и зарядового радиуса протона из спектроскопии атомарного водорода в криогенном пучке, составившие rp=0.8335(95) фм и R =10 973 731.568 076 (96) м-1, соответственно. Сделан решающий вклад в решение “загадки зарядового радиуса протона”. Обнаружено, что ранее не рассматриваемый в экспериментах по оптической спектроскопии эффект квантовой интерференции может оказывать существенное влияние на наблюдаемый профиль исследуемого перехода. (Science 358, 79, 2017)
  • Впервые продемонстрирована чрезвычайно низкая чувствительность часового перехода в атоме тулия на длине волны 1.14 мкм к внешним электрическим полям и излучению черного тела (BBR). Соответствующий относительный сдвиг частоты составляет всего -1.7 ×10-18 при комнатной температуре, что на несколько порядков меньше, чем в лучших оптических часах на нейтральных атомах (Sr, Yb, Hg) и сравнимо BBR сдвигом в часах на ионах (Al+, Li+). Показано, что с использованием этого перехода можно создать транспортируемые оптические часы на атомах тулия, реализующие точность не хуже 1 ×10-17. (Nature Communications 10, 1724, 2019)
  • В рамках Федеральной целевой программы 2018-2020 гг создан транспортируемый стандарт частоты на одиночном атоме иттербия, демонстрирующий нестабильность частоты 5×10-16 для уточнения позиционирования с использованием системы ГЛОНАСС (www.ytterbium.space)
  • С 2020 года ведутся работы по созданию квантового вычислителя на ионной платформе, в рамках совместного проекта РКЦ-ФИАН-Сколтех, разрабатывается 5 кубитный ионный вычислитель.

Контактная информация

e-mail: kolachevsky@lebedev.ru
тел.: +7(499) 135-24-30