利用超冷原子在时变陷阱中对离子进行缓冲气体冷却
原子物理
2022-04-13 v1 量子物理
摘要
为探索混合原子-离子系统中的量子效应，达到超冷温度是主要限制因素。在这项工作中，我们展示了在大量实验现实场景中，利用超冷原子气体对囚禁离子进行缓冲气体冷却的数值模拟结果。我们探讨了通过优化各种射频（rf）陷阱和 rf 驱动方案的参数来抑制微运动诱导加热效应，包括线性和八极陷阱、数字 Paul 陷阱、旋转陷阱以及光/rf 混合陷阱。我们发现，即使考虑导致所谓过剩微运动的实验缺陷，在所有这些方案中都能达到非常相近的离子能量。此外，我们考察了该系统的量子描述，并表明在原子-离子碰撞中，量子力学无法使离子免于微运动诱导加热。结果表明，缓冲气体冷却可用于使离子接近其运动基态，并且与某些亚多普勒冷却技术（如 Sisyphus 冷却）相比甚至具有竞争力。因此，对于不适于激光冷却的离子，缓冲气体冷却是一种可行的替代方案，这一结果可能对量子化学和精密光谱学研究有意义。
引用
@article{arxiv.2109.15195,
title = {Buffer gas cooling of ions in time-dependent traps using ultracold atoms},
author = {E. Trimby and H. Hirzler and H. Fürst and A. Safavi-Naini and R. Gerritsma and R. S. Lous},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.15195},
year = {2022}
}