Die Ionenfalle
Atome und Moleküle sind die Bausteine des Lebens, Forschung in diesem Bereich kann viele praktische Anwendungen positiv beeinflussen. Wie molekulare Ionen sich verhalten, wenn sie beispielsweise mithilfe eines Lasers gekühlt werden, kann in Bereichen wie der Quantenmechanik, der Metrologie, der ultrakalten Chemie und der Massenspektrometrie wichtige Ergebnisse hervorbringen. Das EU-finanzierte Projekt MOLI MICROTRAP ("Sympathetic Cooling of Molecular Ions in Microstructured Ion Traps on Chips") entwickelt kleine, flexible Fallen für molekulare Ionen, welche in hochpräziesen Experimenten Anwendung finden können. Dies umfasste die Entwicklung und den Bau eines vollständig andersartigen Typs einer Ionenfalle, welche so aufgebaut ist, diese Ionen auf der Grundlage neuer Theorien und numerischer Simulationen abzukühlen. Das Projekt MOLI MICROTRAP untersuchte, wie elektrische Felder den Einfang von Ionen sowie die Form, Struktur und thermischen Eigenschaften unter verschiedenen Bedingungen beeinflussen können. Die Projektwissenschaftler arbeiteten an der Konstruktion, dem Bau und der Erprobung einer Prototypen-Ionenfalle, die kostengünstig und relativ einfach herzustellen ist, wobei sie sich insbesondere auf die Entwicklung von Oberflächenelektroden-Ionenfallen konzentrierten. Diese Fallen können Partikel in effizienter Weise aufladen, hierfür kommen verschiedene elektrische Felder zum Einsatz. Das Projektteam war beim Bau eines mikrostrukturierten Prototyps einer Ionenfalle unter Verwendung einer Technologie zum Laserschneiden, die als höchst kosteneffizient und flexibel gilt, erfolgreich. Der entwickelte Prototyp konnte viele Herausforderungen in Verbindung mit diesem Prozess überwinden, obwohl es noch weitere Aufgaben zu lösen gilt, bevor das Gerät perfekt ist. Aktuelle Beobachtungen und eine Feinabstimmung dieses Prototyps werden zu einem Prototyp der zweiten Generation führen. Dies könnte das erste jemals gebaute Gerät sein, das gekühlte Ionen in einer Oberflächenelektroden-Ionenfalle einfängt.
