Kryogenischer Ionenfallen Messplatz
Final Report Abstract
Kryogene Ionenfallen wurden etabliert. Einzelne Ionen wurden bei Fallentemperaturen bis herab auf 50K gefangen und untersucht. Erste Messungen in linearen Paulfallen nutzen das Ion als positionierbare Quantensonde um Oberflächeneigenschaften wie z.B. die spektrale Rauschdichte aber auch elektrische oder magnetische Felder mit höchster räumlicher Auflösung und mit einer Genauigkeit an er Quantenraschgrenze zu bestimmen. Die Variation der elektrischen Rauschdichte wurde mit einem einzelnen Ion im Temperaturbereich von 300K bis 50K bestimmt. Der Verlauf der elektrischen Rauschdichte im Temperaturbereich von 300K bis 50K fällt mit abnehmender Temperatur zunächst auf ein Minimum ab, steigt aber unerwarteter Weise dann wieder an. Hier müssen weitere Untersuchungen mit anderen Fallenoberflächen-Beschichtungen und –Reinigungsverfahren klären, ob ein interessanter physikalischer Effekt vorliegt. Diese Fragen werden aktuell behandelt. Weitere Verwendung findet der kryogenische Ionenmessplatz in Anwendungen zum Quantenrepeater und für Studien zu einem Quantensimulator.
Publications
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"Electric field compensation and sensing with a single ion in a planar trap". Journal of Applied Physics 110, 114909 (2011)
S. Narayanan, N. Daniilidis, S. Möller, R. Clark, F. Ziesel, K. Singer, F. Schmidt-Kaler, H. Häffner
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"Fabrication and heating rate study of microscopic surface electrode ion traps". New Journal of Physics 13, 013032 (2011)
N. Daniilidis, S. Narayanan, S. A. Möller, R. Clark, T. E. Lee, P. J. Leek, A. Wallraff, St. Schulz, F. Schmidt-Kaler, H. Häffner
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"Single ion as a shot-noise-limited magnetic-field-gradient probe". Physical Review A 83, 062329 (2011)
A. Walther, U. G. Poschinger, F. Ziesel, M. Hettrich, A. Wiens, J. Welzel, F. Schmidt-Kaler
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„Designing spin-spin interactions with one and two dimensional ion crystals in planar micro traps“. The European Physical Journal D 65, 285 (2011)
J. Welzel, A. Bautista-Salvador, C. Abarbanel, V. Wineman-Fisher, C. Wunderlich, R. Folman, F. Schmidt-Kaler
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"Controlling fast transport of cold trapped ions". Physical Review Letters 109, 080501 (2012)
A. Walther, F. Ziesel, T. Ruster, S. T. Dawkins, K. Ott, M. Hettrich, K. Singer, F. Schmidt-Kaler, U. G. Poschinger
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"Precise experimental investigation of eigenmodes in a planar ion crystal". Physical Review Letters 109, 263003 (2012)
H. Kaufmann, S. Ulm, G. Jacob, U. G. Poschinger, H. Landa, A. Retzker, M.B. Plenio, F. Schmidt-Kaler
