Wychwytywanie cząstek w obwodach kwantowych
Układy atomowe składają się z mikrostruktur płaszczyznowych generujących pola elektromagnetyczne w celu zamykania i chłodzenia atomów bez ładunku elektrycznego. Prace projektu NGAMIT skoncentrowano na opracowaniu nowych struktur do pułapkowania naładowanych cząstek, w tym elektronów i laserowo schłodzonych jonów. Nadrzędnym celem było stworzenie warunków do spójnego sprzęgania różnych rodzajów atomów (atomów neutralnych i cząstek naładowanych) pułapkowanych w tych samych lub różnych układach. Spójne sprzężenie powstaje za sprawą interakcji cząstek z fotonami mikrofalowymi. Fotony te przesyłają informacje kwantowe między różnymi rodzajami atomów w ramach planowanej kwantowej sieci mikrofalowej. Aby to umożliwić, w układach zastosowano linie przesyłu mikrofal, w tym mikropaski, linie rowkowane i falowody współpłaszczyznowe. Co niezwykłe, te nowatorskie pułapki mikrofalowe umożliwiają jednoczesne pułapkowanie atomów neutralnych i cząstek naładowanych z zastosowaniem tej samej techniki do wszystkich pułapkowanych cząstek. W ramach projektu NGAMIT zaprojektowano prototyp nowatorskiej pułapki Penninga na falowodzie współpłaszczyznowym umożliwiającej wykrywanie pojedynczego pułapkowanego elektronu lub jonu. Była to pierwsza pułapka Penninga wykorzystująca źródło pola magnetycznego na układzie skalowalnym. Prace projektu zaowocowały sześcioma publikacjami. Opracowany układ atomowo-jonowy powinien stać się potężnym narzędziem do badania licznych zagadnień w fizyce atomowej, w tym zderzeń ultrazimnych atomów z jonami/elektronami, reakcji przekazywania ładunku, sympatycznego chłodzenia naładowanych cząstek przez zimne atomy oraz hybrydowych, atomowo-jonowych układów obliczeń kwantowych.
Słowa kluczowe
Pułapkowanie, jon, układy atomowe, cząstka naładowana, spójne sprzężenie, kwantowa sieć mikrofalowa, falowód współpłaszczyznowy, pułapka Penninga
