XXXVI Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física

Conexión de iones en distintas trampas mediante corrientes inducidas

18 jul. 2017 15:15

20m

Aula Química General (Facultad Química (USC))

Oral parallel contribution Quantum and Non-linear Optics Quantum Technologies: joint symposium of the Quantum Information and Quantum and Non-linear Optics specialised groups

Descripción

La conexión de dos iones confinados en dos trampas electromagnéticas (Paul o Penning) diferentes mediante las corrientes que estos inducen en un electrodo común constituye un gran reto tecnológico que no se ha conseguido hasta la fecha. La conexión o acoplamiento daría lugar a aplicaciones de gran interés en el ámbito de la física fundamental, como son la detección de corrientes de radiofrecuencia con sensibilidad sin precedentes o el intercambio de información cuántica entre dos iones [1,2]. El proyecto TRAPSENSOR [3,4] se inició en la Universidad de Granada con el objetivo de construir un sistema de dos trampas Penning de 7-Tesla, conectadas mediante un hilo conductor. En una de las trampas se almacenará un ion de 40Ca+ enfriado mediante láser, mientras que en la otra se confinará un ion de cualquier especie cuya masa se quiere medir con precisión. La conexión entre los dos iones, a través de las corrientes inducidas y que se transmiten por el hilo conductor, permitiría tanto enfriar simpatéticamente el ion desconocido, como medir su frecuencia de oscilación utilizando campos externos variables [5], y por tanto su relación carga-masa. El desarrollo de este proyecto está generando una tecnología extrapolable a otras aplicaciones cuánticas. En esta contribución, presentamos el laboratorio de Trampas de Iones y Láseres de la Universidad de Granada [6] en el que se está desarrollando el proyecto TRAPSENSOR. Discutimos los distintos enfoques que estamos utilizando para alcanzar con éxito el objetivo del proyecto, lo que incluye el enfriamiento por láser de iones en trampas de Paul y Penning, la detección de su fluorescencia, la electrónica asociada a la conexión de dos trampas a temperatura criogénica y la construcción de un sistema de micro-trampas Penning que permita el acoplamiento de manera efectiva. También expondremos los resultados más relevantes obtenidos hasta la fecha. En particular, hemos realizado experimentos para estimar la sensibilidad de un único ion de 40Ca+ enfriado hasta el límite Doppler en una trampa de radiofrecuencia a corrientes aplicadas a uno de los electrodos, mientras que hemos conseguido el atrapamiento estable en la trampa de Penning de 7-Tesla a temperatura ambiente. Figura 1. Fotografía del sistema doble de micro-trampas Penning construido. Agradecimientos Este proyecto está financiado por el Consejo Europeo de Investigación (ERC StG 278648-TRAPSENSOR) junto con los proyectos MINECO/FEDER FPA2012-32076, FPA2015-67694-P, UNGR10-1E-501, FIS2015-69983-P y UNGR13-1E-1830, y Junta de Andalucía/FEDER IE_57131. Referencias [1] D.J. Heinzen, D.J Wineland, Phys. Rev. A 42, (1990) 2977. [2] N. Daniilidis, T. Lee, R. Clark, S. Narayanan, and H. Häffner, J. Phys. B 42, (2009) 144012 [3] D. Rodríguez, Appl. Phys. B 107, (2012) 1031 [4] J.M. Cornejo, M.J. Gutiérrez, E. Ruiz, A. Bautista-Salvador, C. Ospelkaus, S. Stahl, D. Rodríguez, Int. J. Mass Spectrom. 410C, (2016) 22 [5] L.S. Brown and G. Gabrielse, Rev. Mod. Phys. 58 (1986) 233 [6] http://trapsensor.ugr.es