Charakterizace rychlosti ohřevu laserově zchlazeného iontu vápníku v Paulově pasti

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá měřením rychlosti ohřevu jednoho iontu vápníku zachyceného v Paulově lineární pasti. Nejprve je popsána past, ve které se iont zachycuje, a následně některé nejvýznamnější vlivy, které na tento iont působí. Následně jsou popsány různé chladící techniky, které slouží pro zajištění co nejlepších podmínek, díky kterým lze dosáhnout co nejpřesnějšího měření. Součástí práce je průzkum termometrických metod a jejich statistických odchylek pro určení rychlosti ohřevu iontu, a následné porovnání za stálých laboratorních podmínek pro konkrétní polohu iontu v Paulově pasti. V práci jsou pak provedena experimentální měření rychlosti ohřevu iontu pro jeho různé polohy v axiálním směru pasti a nalezení jeho optimální polohy, kde je rychlost jeho ohřevu nejnižší. Součástí práce je i měření rychlosti ohřevu iontu pro různé frekvence sekulárního pohybu iontu v axiálním směru Paulovy pasti.

This master thesis deals with the measurement of the heating rate of a single calcium ion trapped in a Paul linear trap. First, the trap in which the ion is trapped is described, followed by some of the most important effects acting on the ion. Subsequently, the various cooling techniques used to provide the best possible conditions to achieve the most accurate measurements are described. The work also includes a survey of thermometric methods and their statistical deviations to determine the heating rate of the ion, and subsequent comparisons under steady-state laboratory conditions for a particular position of the ion in the Paul trap. Experimental measurements of the heating rate of the ion are then made for its various positions in the axial direction of the trap, and the optimal position where the heating rate is lowest is found. Measurements of the ion heating rate for different frequencies of secular motion of the ion in the axial direction of the Paul trap are also included.