线性 Paul 阱中用 ${}^{40}\mathrm{{Ca}}^{+}$ 对大尺寸 ${}^{113}\mathrm{{Cd}}^{+}$ 离子晶体的协同冷却

我们利用激光冷却的 ${}^{40}\mathrm{{Ca}}^{+}$ 离子对 ${}^{113}\mathrm{{Cd}}^{+}$ 离子进行了协同冷却并使其结晶,在直线 Paul 阱中直接观测到了完整的大尺寸双组分晶体结构。该大尺寸双组分晶体最多包含 $3.5\times10^3$ 个 ${}^{40}\mathrm{{Ca}}^{+}$ 离子和 $6.8\times10^3$ 个 ${}^{113}\mathrm{{Cd}}^{+}$ 离子。结晶后 ${}^{113}\mathrm{{Cd}}^{+}$ 离子的温度在质量比很大的情况下被测得低至 41 mK。此外,我们研究了该超冷样品的若干性质与结构。研究了影响协同冷却效果的因素,包括电学参数以及激光冷却离子与协同冷却离子的数量比。本文结果丰富了大尺寸双组分离子晶体的实验研究,而 ${}^{113}\mathrm{{Cd}}^{+}$ 离子的超冷样品使得进一步提高镉离子微波频率标准的精度成为可能。