Kompenzace mikropohybu iontů vápníku zachycených v kvadrupólové radiofrekvenční iontové pasti

Bc. Antonín BEKÁREK

Diplomová práce

Compensation of the micromotion of calcium ions trapped in a quadrupole radiofrequency ion trap

Abstract:

Radiofrekvenční Paulova past má široké použití v různých oblastech. Zachycené laserem zchlazené ionty mohou sloužit jako základní stavební kameny pro kvantové počítače nebo kvantové simulátory. Používají se v kvantové metrologii, vysoce přesné spektroskopii,a studiu srážek zahrnujících ultra zchlazené ionty a molekuly. V naší laboratoři používáme dvě sestavy zvané lineární a kruhová Paulova past, která umožňuje zachycení jejich vápenatých iontů následné chlazení laserem a přesné řízení jejich vnitřních a vnějších stavů. Mikropohyb zachycených iontů vede k zahřívání a vysokofrekvenční modulaci jejich fáze interakce s laserovými paprsky. Kompenzace tohoto pohybu posunutím iontu na radiofrekvenční minimum pasti je zásadní pro deterministické řízení iontového světla. interakce a schopnost koherentních interakcí mezi více ionty v pasti. Práce bude zahrnovat klíčové experimentální techniky pro přesnou detekci a kompenzaci radiálního a axiálního mikropohybu.

Abstract:

The radiofrequency Paul trap has a wide range of applications across various fields. Captured laser-cooled ions can serve as fundamental building blocks for quantum computers or quantum simulators. They are utilized in quantum metrology, highly precise spectroscopy, and the study of collisions involving ultracold ions and molecules. In our laboratory, we employ two setups called the linear and the ring Paul trap, which allow for the capture of calcium ions, their subsequent laser cooling, and precise control of their internal and external states. The micromotion of ions leads to heating and high-frequency modulation of the phase of their interaction with laser beams. Compensating for this motion by shifting the ion to the radiofrequency potential minimum is crucial for the deterministic control of the ability for coherent interactions of a trapped ion with light. The work will involve key experimental techniques for the accurate detection and compensation of radial and axial micromotion.

Keywords

Paulova past, atomární ionty, mikro pohyb, foton-korelační foton-korelační metoda

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 5. 2024

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: RNDr. Thuy Dung Tran, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Optika a optoelektronika / Optika a optoelektronika