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Next generation atom chips. Planar microwave traps for experiments with cold atoms and ions/electrons

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Captura de partículas en circuitos cuánticos

Un equipo de científicos financiado con fondos europeos desarrolló una nueva tecnología para capturar partículas de iones. Las trampas de iones son dispositivos que almacenan átomos cargados y se pueden utilizar para procesar y transportar grandes cantidades de información.

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Los chips atómicos están formados por microestructuras planas que generan campos electromagnéticos para confinar y enfriar átomos neutros. El proyecto NGAMIT se centró en el desarrollo de nuevas estructuras para capturar partículas cargadas, como electrones o iones enfriados por láser. El objetivo final era conseguir el acoplamiento coherente de diferentes especies atómicas (átomos neutros y partículas cargadas) atrapadas en un chip o en distintos chips. El acoplamiento coherente se produce mediante la interacción de partículas con fotones de microondas. Estos fotones transmiten la información cuántica entre las diferentes especies en la red de microondas cuánticas prevista. Para este fin, los chips incluyen líneas de transmisión de microondas, tales como microbandas, líneas de ranura y guías de onda coplanares. Sorprendentemente, estas nuevas trampas de microondas permiten capturar simultáneamente átomos neutros y partículas cargadas con una única tecnología común para todas las partículas atrapadas. El proyecto NGAMIT diseñó un novedoso prototipo de trampa de Penning con guía de ondas coplanar para detectar un solo electrón o ion atrapado. Esta fue la primera trampa de Penning en incluir la fuente del campo magnético en un chip escalable. Los resultados del proyecto dieron lugar a seis publicaciones. El chip resultante de átomos e iones debería convertirse en una poderosa herramienta para estudiar diversos temas de la física atómica. Entre ellos se incluyen colisiones de átomos ultrafríos con iones/electrones, reacciones de transferencia de carga, refrigeración simpática de partículas cargadas mediante átomos fríos y esquemas de cálculo cuántico híbrido con átomos e iones.

Palabras clave

Captura, ion, chips atómicos, partícula cargada, acoplamiento coherente, red de microondas cuántica, guía de ondas coplanar, trampa de Penning

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