用于探测 $^{229\text{m}}$Th$^{3+}$ 核激发态的 cryogenic Paul 陷阱

虽然 $^{229}$Th 激光激发其核激发态在嵌入大带隙晶体中的钍原子上已近期实现，但对被囚禁的 $^{229}$Th$^{3+}$ 离子进行激光激发与表征尚未实现。为此目的，已在慕尼黑洪斯瓦希宫大学设计、构建并调试了一个冷却 Paul 陷阱装置。本文给出新的实验平台规格并展示其成功运行，显示从新设计的缓冲气体停止单元中提取、随后导引、质量纯化和捕获 $^{229}$Th$^{3+}$ 及 $^{229\text{m}}$Th$^{3+}$ 离子，以及从固体靶标激光剥离的 $^{88}$Sr$^{+}$ 离子。进一步表明，通过 Doppler 冷却的 $^{88}$Sr$^{+}$ 离子对 $^{229\text{(m)}}$Th$^{3+}$ 进行共振激光冷却，并形成混合物种的库仑晶体。