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小型磁选态铯原子钟性能测试数据的统计与分析
1
作者 陈江 刘志栋 +5 位作者 王骥 马沛 郭磊 黄良育 杨军 宋冰冰 《真空与低温》 2024年第6期658-663,共6页
LIP Cs-3000是一种国产的小型磁选态铯原子钟,在时频计量、卫星导航等领域获得应用。对近期交付的LIP Cs-3000性能测试数据进行统计与分析,得到了准确度的分布与范围,同时得到了峰谷比、信噪比、Ramsey线宽等指标的分布。从理论上估计... LIP Cs-3000是一种国产的小型磁选态铯原子钟,在时频计量、卫星导航等领域获得应用。对近期交付的LIP Cs-3000性能测试数据进行统计与分析,得到了准确度的分布与范围,同时得到了峰谷比、信噪比、Ramsey线宽等指标的分布。从理论上估计了铯原子钟输出信号的稳定度指标范围,验证了该范围与实际测量相符。同时对电子倍增器电压每日增幅进行了统计,结合装铯量给出了LIP Cs-3000铯钟倍增器寿命的分布。统计与分析结果不仅有助于磁选态铯钟的性能提高,也有助于其他小型铯原子钟的性能提升。 展开更多
关键词 磁选态铯原子钟 峰谷比 信噪比 Ramsey线宽 电子倍增器
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高性能磁选态光检测铯原子钟的研究 被引量：1
2
作者 李源昊 陈思飞 +2 位作者 刘晨 范利锋 王延辉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期112-119,共8页
介绍了一种新型的可搬运铯原子钟,采用非均匀磁场进行选态,采用与4-5循环跃迁线共振的激光进行检测。介绍了此方案的物理系统、光学系统和电路系统。进一步展示了基于此方案原子钟的整机与指标,最佳整机体积4U,稳定度达到4×10^(-13... 介绍了一种新型的可搬运铯原子钟,采用非均匀磁场进行选态,采用与4-5循环跃迁线共振的激光进行检测。介绍了此方案的物理系统、光学系统和电路系统。进一步展示了基于此方案原子钟的整机与指标,最佳整机体积4U,稳定度达到4×10^(-13)@100 s,4.5×10^(-14)@10000 s,2.2×10^(-14)@1 d,优于可搬运铯钟典型产品5071A优质型。将此方案与磁选态磁检测铯原子钟和光抽运铯原子钟进行了对比,并给出了此方案的优点与待解决的问题。最后介绍了两种针对磁选态光检测铯钟的可行性改善,一种为采用3-2循环跃迁线检测的反选型原子钟,一种为采用光抽运-磁选态的混合选态型原子钟,有望进一步提升稳定度指标至稳定度低于3×10^(-13)@100 s。 展开更多
关键词 原子钟 铯原子钟 可搬运铯原子钟 磁选态 光检测
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氢原子钟双选态束光学系统仿真分析
3
作者 梁悦 谢勇辉 +8 位作者 陈鹏飞 帅涛 裴雨贤 徐昊天 赵阳 夏天 潘晓燕 张朋军 林传富 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期95-104,共10页
氢原子钟利用氢原子基态超精细能级跃迁信号进行精确计时,具有中短期频率稳定度优异、频率漂移率低的特点.氢原子钟需要通过磁选态将高能态原子选出,目前广泛应用的磁选态方案中,既有原子钟跃迁所需要的|F=1,m_(F)=0>态,还有钟跃迁... 氢原子钟利用氢原子基态超精细能级跃迁信号进行精确计时,具有中短期频率稳定度优异、频率漂移率低的特点.氢原子钟需要通过磁选态将高能态原子选出,目前广泛应用的磁选态方案中,既有原子钟跃迁所需要的|F=1,m_(F)=0>态,还有钟跃迁所不需要的|F=1,m_(F)=1>态氢原子,这使得氢原子钟的中长期频率稳定性难以进一步提高.为了进一步提高氢原子钟原子跃迁谱线质量和整机性能,通过计算和仿真,构建了基于Majorana跃迁的氢原子钟双选态束光学系统,优化了一级选态区、态反转区、二级选态区等关键部件的参数,进一步排除了|F=1,m_(F)=1>态原子.选态后的|F=1,m_(F)=0>态原子纯度达到99%,利用率为58%,工程应用较为理想.有效地提升了进入原子储存泡内|F=1,m_(F)=0>态氢原子的占比,同时原子的利用率处于可控范围.通过实验对该方案的有效性进行了验证,通过开启双选态系统,可以观察到氢原子钟信号的增强;通过调整双选态系统的线圈电流,可以观察到信号随线圈电流的变化,这验证了双选态系统的有效性. 展开更多
关键词 氢原子钟 双选态 束光学系统
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双极型磁选态单束铯束管内铯原子运动轨迹的算法改进 被引量：2
4
作者 朱宏伟 陈江 +2 位作者 张涤新 王骥 袁博 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2189-2194,共6页
针对简化算法得到的铯原子运动轨迹精度不高的结果,通过分析磁选态单束铯束管内双极型选态磁铁的磁场分布,提出了不简化磁场梯度和有效磁矩,用布利厄施-施多厄方法求解铯原子运动方程的算法。用此算法得到的铯原子运动轨迹与通常采用的... 针对简化算法得到的铯原子运动轨迹精度不高的结果,通过分析磁选态单束铯束管内双极型选态磁铁的磁场分布,提出了不简化磁场梯度和有效磁矩,用布利厄施-施多厄方法求解铯原子运动方程的算法。用此算法得到的铯原子运动轨迹与通常采用的简化算法得到的轨迹相比,最大差异约为1.0mm。此计算结果影响管内机械组件的安装对中位置,可用于束光学模拟计算,提高短期稳定度指标。 展开更多
关键词 磁选态单束铯束管 双极型选态磁铁 布利厄施-施多厄方法 铯原子运动轨迹
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LIP Cs3000C磁选态铯原子钟的测试 被引量：11
5
作者 陈江 王骥 +6 位作者 马沛 郭磊 涂建辉 杨炜 崔敬忠 马寅光 成大鹏 《时间频率学报》 CSCD 2018年第3期190-193,共4页
小型磁选态铯原子钟性能高、应用广,目前产品严重依赖进口。报道了一款国产的小型磁选态铯原子钟LIP Cs3000C,其束光学采用了单束的S型方案。LIP Cs3000C铯钟的频率稳定度测试结果为:5.0×10^(-12)/s,3.5×10^(-12)/10s,8.5... 小型磁选态铯原子钟性能高、应用广,目前产品严重依赖进口。报道了一款国产的小型磁选态铯原子钟LIP Cs3000C,其束光学采用了单束的S型方案。LIP Cs3000C铯钟的频率稳定度测试结果为:5.0×10^(-12)/s,3.5×10^(-12)/10s,8.5×10^(-13)/100s,2.7×10^(-13)/1ks,8.5×10^(-14)/10ks,2.7×10^(-14)/100ks。通过分析影响寿命的因素,预计该钟的寿命为5年。LIP Cs3000C铯钟的成功研制为实现高性能铯钟的国产化替代奠定了基础。 展开更多
关键词 磁选态 铯原子钟 电子倍增器 频率稳定度
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小型磁选态铯原子钟产品化进展 被引量：9
6
作者 陈江 马沛 +13 位作者 王骥 郭磊 马寅光 崔敬忠 杨炜 涂建辉 刘志栋 成大鹏 朱宏伟 郑宁 黄良育 杨军 高玮 董鹏玲 《宇航计测技术》 CSCD 2020年第3期12-16,45,共6页
本文介绍了磁选态铯原子钟产品化进展情况,包括人们广泛关注的产品的性能指标测试、可靠性保证及寿命评估等,提出了铯束管采用单束束光学和电路采用了数字化技术是实现性能指标的基本保证;给出了产品化初期出现的一些故障现象及解决措施... 本文介绍了磁选态铯原子钟产品化进展情况,包括人们广泛关注的产品的性能指标测试、可靠性保证及寿命评估等,提出了铯束管采用单束束光学和电路采用了数字化技术是实现性能指标的基本保证;给出了产品化初期出现的一些故障现象及解决措施,以及为进一步提高可靠性开展的环境适应性试验;并讨论了电子倍增器寿命评估方法,提出寿命评估公式,对铯钟的寿命给出了评估结果。最后提出了产品化过程中还需要进一步探索的问题,不仅对磁选态铯原子钟的产品化有帮助,而且对光抽运铯钟甚至其他种类原子钟的产品化亦有参考价值。 展开更多
关键词 磁选态铯原子钟 产品化 电子倍增器 准确度 稳定度
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磁选态铯原子频率标准技术研制进展 被引量：4
7
作者 王骥 黄良育 +8 位作者 陈江 马沛 刘志栋 郭磊 成大鹏 马寅光 董鹏玲 崔敬忠 张照瑞 《时间频率学报》 CSCD 2022年第1期15-25,共11页
磁选态铯原子频率标准作为精密的守时与时间频率计量仪器设备已经实现了国产化和批量应用。介绍了国产磁选态铯原子频率标准的关键技术,包括准直器、单束磁选态束光学、电子倍增器、低噪声微波源和数字伺服控制。进一步,针对不同应用场... 磁选态铯原子频率标准作为精密的守时与时间频率计量仪器设备已经实现了国产化和批量应用。介绍了国产磁选态铯原子频率标准的关键技术,包括准直器、单束磁选态束光学、电子倍增器、低噪声微波源和数字伺服控制。进一步,针对不同应用场景,开发了守时型、轻量化、星载铯原子频率标准产品,实现了磁选态铯原子频率标准的自主可控。 展开更多
关键词 铯原子频率标准 磁选态 守时型原子钟
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磁选态单束铯束管铯原子速率分布的模拟计算 被引量：3
8
作者 朱宏伟 陈江 +2 位作者 张涤新 袁博 王骥 《宇航计测技术》 CSCD 2010年第3期25-28,32,共5页
对铯炉准直器出口铯原子束的速率分布和角分布进行抽样,用蒙特卡罗方法模拟计算磁选态单束铯束管中五个关键位置的铯原子不同能级态的速率分布。结果是检测器处的铯原子速率分布不再符合麦克斯韦分布,分布密度最大值对应速率不随铯炉温... 对铯炉准直器出口铯原子束的速率分布和角分布进行抽样,用蒙特卡罗方法模拟计算磁选态单束铯束管中五个关键位置的铯原子不同能级态的速率分布。结果是检测器处的铯原子速率分布不再符合麦克斯韦分布,分布密度最大值对应速率不随铯炉温度改变,只和束光学设计的参数有关。此模拟计算对指导磁选态铯束管束光学的设计有较大帮助。 展开更多
关键词 +磁选态单束铯束管 蒙特卡罗方法 速率分布
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磁选态单束铯束管束光学参数的模拟计算和设计 被引量：2
9
作者 朱宏伟 张涤新 +1 位作者 陈江 王骥 《宇航计测技术》 CSCD 2011年第5期44-49,共6页
为提高铯束管跃迁信号强度,在束光学参数设计中,用蒙特卡罗方法模拟计算铯原子通过率和未跃迁比例。通过改变模拟计算中的束光学参数,分析铯原子通过率、未跃迁比例和倍增器首极电流的变化趋势,得到了主要束光学参数的合理取值范围。在... 为提高铯束管跃迁信号强度,在束光学参数设计中,用蒙特卡罗方法模拟计算铯原子通过率和未跃迁比例。通过改变模拟计算中的束光学参数,分析铯原子通过率、未跃迁比例和倍增器首极电流的变化趋势,得到了主要束光学参数的合理取值范围。在铯束管实际装配和试验中使用束光学参数设计结果,有效地增加了倍增器首极电流。 展开更多
关键词 磁选态单束铯束管 蒙特卡罗方法 束光学参数
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国产小型磁选态铯钟电子倍增器性能测试与分析 被引量：1
10
作者 郭磊 陈江 +10 位作者 王多书 王骥 黄良玉 马寅光 崔敬忠 刘志栋 杨纬 侍椿科 李富乾 杨军 郑宁 《时间频率学报》 CSCD 2022年第2期143-150,共8页
采用电子入射测试系统测试了目前国产小型磁选态铯钟电子倍增器的性能,相比国内敏化法与早期磁控溅射法,目前磁控溅射法研制电子倍增器增益提高了4倍,二次电子发射系数由4.6提高至5.4,暗电流指标降至0.5 pA以下,衰减速率由2 V/d降至0.1〜... 采用电子入射测试系统测试了目前国产小型磁选态铯钟电子倍增器的性能,相比国内敏化法与早期磁控溅射法,目前磁控溅射法研制电子倍增器增益提高了4倍,二次电子发射系数由4.6提高至5.4,暗电流指标降至0.5 pA以下,衰减速率由2 V/d降至0.1〜0.7 V/d,使用寿命由2年提高至5年以上,部分可达20年。相比美国研制电子倍增器性能,增益与二次电子发射系数已接近,暗电流已达到,衰减速率还存在差距,具体表现不同器件衰减速率离散性更大。在后续的研究工作中,还需要继续降低电子倍增器的衰减速率,提高不同器件一致性。 展开更多
关键词 国产磁选态铯钟 电子倍增器 磁控溅射技术
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磁选态铯钟内辐射频移及其对准确度的影响 被引量：3
11
作者 黄良育 张涤新 +1 位作者 陈江 王骥 《真空与低温》 2011年第1期13-16,共4页
对磁选态铯原子频标中存在的各种辐射频移进行了研究,包括Bloch-Siegert效应,微波频谱不纯及调制影响,Stark效应与黑体辐射以及Majorana跃迁的影响。同时分析了产生各种频移的物理原因,估算了各种频移及其不确定度的大小,分析了它们对... 对磁选态铯原子频标中存在的各种辐射频移进行了研究,包括Bloch-Siegert效应,微波频谱不纯及调制影响,Stark效应与黑体辐射以及Majorana跃迁的影响。同时分析了产生各种频移的物理原因,估算了各种频移及其不确定度的大小,分析了它们对频标准确度的影响,提出了减小各种频移和误差以提高频标准确度的方法。 展开更多
关键词 磁选态铯钟 辐射频移 准确度
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单分子微正则系综反应速率常数的理论研究──曲率校准和转动选态速率常数的计算
12
作者 李宗和 王艳 +2 位作者 张绍文 冯文林 刘若庄 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1996年第7期1104-1107,共4页
研究了微正则系综下单分子反应速率常数的理论计算公式，并将曲率因子Ａ引入含振动和转动的隧道几率表达式中，进而得到了反应速率常数表达式。应用该式研究了Ｆ─Ｃ≡Ｃ─Ｈ反应的氢迁移过程的转动选态及曲率因子对反应速率常数的影响... 研究了微正则系综下单分子反应速率常数的理论计算公式，并将曲率因子Ａ引入含振动和转动的隧道几率表达式中，进而得到了反应速率常数表达式。应用该式研究了Ｆ─Ｃ≡Ｃ─Ｈ反应的氢迁移过程的转动选态及曲率因子对反应速率常数的影响。结果表明：在隧道效应区域内，曲率因子对速率常数的影响比较显著，它将引起速率常数的增加；转动选态对速率的影响不太明显。 展开更多
关键词 微正则系综 曲率因子 转动选态 反应速率常数
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H_2+CN(n=0,1)→H+HCN振动选态反应
13
作者 曹晓燕 李宗和 刘若庄 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 1996年第3期239-244,共6页
用从头算方法获得了H2＋CN反应的内禀反应坐标（IRC）．沿着IRC，计算了各垂直于IRC的简正模所对应的频率（ω）以及沿IRC运动与垂直于IRC运动的简正模之间的耦合常数（BKF），根据传统过渡态、变分过渡态理论和选态公式，计算了nCN=0及... 用从头算方法获得了H2＋CN反应的内禀反应坐标（IRC）．沿着IRC，计算了各垂直于IRC的简正模所对应的频率（ω）以及沿IRC运动与垂直于IRC运动的简正模之间的耦合常数（BKF），根据传统过渡态、变分过渡态理论和选态公式，计算了nCN=0及nCN=1时反应的速率常数，并得到了和实验相一致的结果还计算了nCH=1及nCN=1时H＋HCN→H2＋CN反应速率常数。可供实验工作者参考。 展开更多
关键词 氰基 反应速率常数 选态反应 氢
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变分过渡态理论对H+H_2及其同位素选态反应的研究
14
作者 居冠之 杨玉伟 邓从豪 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期248-252,共5页
将选态速度常数的计算推广到任意指定反应物、过渡态的振动激发态.用此法计算了H+H_2(v)及其同位素经不同振动激发过渡态时的速度常数,发现弯曲振动模激发所得结果与实验值更符合,并且在给定能量下,过渡态的弯曲振动模激发比其对称伸缩... 将选态速度常数的计算推广到任意指定反应物、过渡态的振动激发态.用此法计算了H+H_2(v)及其同位素经不同振动激发过渡态时的速度常数,发现弯曲振动模激发所得结果与实验值更符合,并且在给定能量下,过渡态的弯曲振动模激发比其对称伸缩模激发更有利于反应进行. 展开更多
关键词 变分过渡态 H+H2 同位素 选态反应
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CN（n＝0，1）＋D_2→DCN＋D振动选态反应研究
15
作者 曹晓燕 李宗和 刘若庄 《北京师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1995年第2期242-246,共5页
用从头算方法获得了ＣＮ＋Ｄ_２反应的内禀反应坐标（ＩＲＣ），沿着ＩＲＣ，计算了各简正模所对应的频率以及沿ＩＲＣ运动与垂直于ＩＲＣ运动的简正模之间的偶合常数，根据传统过渡态、变分过渡态理论计算了ＣＮ振动模式量子数为０，... 用从头算方法获得了ＣＮ＋Ｄ_２反应的内禀反应坐标（ＩＲＣ），沿着ＩＲＣ，计算了各简正模所对应的频率以及沿ＩＲＣ运动与垂直于ＩＲＣ运动的简正模之间的偶合常数，根据传统过渡态、变分过渡态理论计算了ＣＮ振动模式量子数为０，１时反应的速率常数，得到了和实验相一致的结果。 展开更多
关键词 氰基 内禀反应坐标 反应速率常数 选态反应 振动
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磁选态铯原子钟弱信号直接采样方法研究 被引量：1
16
作者 高天翔 王骥 +3 位作者 赵玉龙 董鹏玲 黄良育 刘志栋 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期110-115,共6页
磁选态铯原子钟的输出频率与铯束管输出的弱电流信号有关,影响其频率稳定度。为了提高其频率稳定度技术指标,在对磁选态铯原子钟主伺服电路弱信号压频转换(V-F)和模/数(A/D)直接采样对比的基础上,设计了基于DSP28335芯片的A/D直接采样电... 磁选态铯原子钟的输出频率与铯束管输出的弱电流信号有关,影响其频率稳定度。为了提高其频率稳定度技术指标,在对磁选态铯原子钟主伺服电路弱信号压频转换(V-F)和模/数(A/D)直接采样对比的基础上,设计了基于DSP28335芯片的A/D直接采样电路,利用CAN总线通信技术与主控CPU板进行通信,实现整钟闭环锁定的方案。通过试验与被测磁选态铯原子钟现有压频转换法进行对比,结果表明,所设计的A/D直接采样法较压频转换法减小了磁选态铯原子钟相对频率偏差范围,改善了短期频率稳定度,具有实用价值。 展开更多
关键词 磁选态铯原子钟 采样方法 压频转换 相对频率偏差 频率稳定度
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磁选态和光抽运铯束管特性的对比 被引量：1
17
作者 卢斌 陈海军 王克廷 《真空电子技术》 2006年第4期97-100,共4页
简述了磁选态和光抽运铯束管的工作原理,在频率准确度、短期稳定度、长期稳定度三个方面将两者对频标性能的作用影响进行了计算对比。结果表明磁选态管准确度和长稳较好,短稳有限;光抽运管可使优值系数F增大数倍,短稳有优势,但光频移影... 简述了磁选态和光抽运铯束管的工作原理,在频率准确度、短期稳定度、长期稳定度三个方面将两者对频标性能的作用影响进行了计算对比。结果表明磁选态管准确度和长稳较好,短稳有限;光抽运管可使优值系数F增大数倍,短稳有优势,但光频移影响了准确度及长稳,应尽力减小。两者各有长处与不足,未来发展趋势将是一方面继续改进磁选态管,另一方面应发展完善光抽运管。 展开更多
关键词 铯束管 磁选态 光抽运 准确度 短期稳定度 长期稳定度
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激光选态激发的量子逻辑功能 被引量：6
18
作者 张登玉 詹明生 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期13-17,共5页
基于三模激光与三能级分子相互作用时态的布居依赖于激光的位相和振幅，提出利用激光选态激发，实现Ｆｒｅｄｋｉｎ量子逻辑门的功能。
关键词 量子计算 量子逻辑门 激光相干激发 选态
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六极磁铁选态系统性能分析与实验测量 被引量：1
19
作者 梅刚华 朱熙文 黄贵龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第11期1776-1785,共10页
本文在考虑探测器位置、大小及形状诸因素后,计算了六极磁铁选态系统的两个性能参数:选择性和有效穿透立体角,讨论了它们与系统各参量之间的关系和改善系统性能的途径,并与以前的理论方法进行了比较。还提出一种用激光诱导荧光(LIF)测... 本文在考虑探测器位置、大小及形状诸因素后,计算了六极磁铁选态系统的两个性能参数:选择性和有效穿透立体角,讨论了它们与系统各参量之间的关系和改善系统性能的途径,并与以前的理论方法进行了比较。还提出一种用激光诱导荧光(LIF)测量六极磁铁选择性的方法,实验结果与理论值符合得很好。 展开更多
关键词 六极磁铁 选态系统 探测器
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Cl+XY(X,Y=H,D)→XCl+Y选态反应动力学的三维近似量子散射理论研究
20
作者 蔡政亭 居冠之 冯大诚 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第5期352-354,共3页
Cl+H_2(包括同位素D_2和DH)→HCl+H反应是重-轻-轻(H-L-L’)质量组合体系的样板之一.实验上发现,当H_2的振动量子数由0激发到1,300K下的反应速度常数司以增加两个数量级以上,这种反应物分子的振动增强效应引起了理论化学家的兴趣.
关键词 选态反应 反应动力学 量子散射理论
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