München 2004 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik und Photonik

Q 11: Fallen und Kühlung

Q 11.9: Vortrag

Montag, 22. März 2004, 18:30–18:45, HS 224

Thermisch angeregte Ionen-“Moleküle" — •M. Loewen¹ und Chr. Wunderlich² — ¹I. Institut für Theoretische Physik, Universität Hamburg, Jungiusstr. 9, 20355 Hamburg — ²Institut für Laser-Physik, Universität Hamburg, Luruper Chaussee 149, 22761 Hamburg

Ein räumlich variierendes Magnetfeld führt zu einer effektiven Spin-Spin-Kopplung zwischen Ionen, die in einer linearen Falle gespeichert werden, und ermöglicht daneben deren individuelle Adressierung im Frequenzraum. Ein Ionenkristall kann so als ein einzelnes Molekül mit einstellbaren Kopplungskonstanten zwischen den Konstituenten betrachtet werden [1]. Hier betrachten wir durch thermische Anregung des Ionenkristalls verursachte Abweichungen der Spin-Spin-Kopplungskonstanten und der Resonanzfrequenzen einzelner Ionen von ihren jeweiligen Idealwerten. Analytische Ausdrücke, mit Hilfe der Störungstheorie hergeleitet, werden genutzt um relevante Störungen für thermisch angeregte ¹⁷¹Yb⁺ Ionen für verschiedene Fallenkonfigurationen zu berechnen. Es wird gezeigt, dass für passende Wahl der Fallenparameter thermisch verursachte Variationen in den Kopplungskonstanten vernachlässigbar sind, solange die Ionen bis zum Doppler-Limit gekühlt sind. Zusätzlich werden bei individueller kohärenter Manipulation der Ionen auftretende Fehler analytisch berechnet. Auch diese Fehler sind für geeignete Wahl der die Ionenfalle charakterisierenden Parameter vernachlässigbar.

[1] F. Mintert, Chr. Wunderlich, Phys. Rev. Lett 87, 257904 (2001); Chr. Wunderlich in Laser Physics at the Limit, Hrsg. H. Figger, D. Meschede, C. Zimmermann, Springer Verlag, 261 (2002).