高真空下纳米颗粒直接载入 Paul 阱用于悬浮动力学实验

基于悬浮粒子的机械振子是有望用于灵敏探测器与检验基础物理平台的候选者。此类振子所需的质量因子对应于极低的质心运动阻尼率，仅当粒子被俘获于超高真空（UHV）中时方可获得。为达到如此低的压力，有必要在 UHV 环境中采用无污染方式装载粒子。然而，由于在粘滞流 regime 以下 trapping 力的保守性以及气体阻尼的减弱，在低于该 regime 的压力下装载粒子阱颇具挑战。我们展示了一种克服这些限制并将粒子载入 Paul 阱的技术，压力可低至 4x10^-7 mbar。该方法基于金属箔上纳米颗粒的激光诱导声学脱附与 Paul 阱电势的时间控制。我们表明该方法效率很高：超过一半的 trapping 尝试成功。此外，由于 trapping 尝试可短至几毫秒，该技术提供了高吞吐量的粒子装载。最后，该方法效率与压力无关，表明其应可扩展至 UHV。