Original title: Charakterizace mikropohybu a jeho vliv na systematické posuvy frekvence kvadrupólového přechodu iontu vápníku zachyceného v Paulově pasti
Translated title: Characterization of micro-motion and its influence on systematic frequency shifts of quadrupole transition of Calcium ion trapped in Paul trap
Authors: Vadlejch, Daniel ; Oral,, Martin (referee) ; Číp, Ondřej (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2020
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [cze] [eng]
Tato práce se zabývá analýzou mikropohybu zachyceného jednomocného iontu vápníku v lineární Paulově iontové pasti a vlivem zbytkového mikropohybu na systematické posuvy frekvence hodinového přechodu vápníkového iontu. Pomocí teoretického popisu jsou obecně ukázány základní vlastnosti pohybu zachyceného iontu uvnitř lineární Paulovy iontové pasti. Zejména je kladen důraz na mikropohybovou složku celkového pohybu. Na základě výsledků numerického výpočtu elektrických polí uvnitř pasti je představen model popisující mikropohyb v axiálním směru pasti. Tento model je experimentálně porovnán s realitou. Dále je představena foton-korelační metoda detekce mikropohybu, která je následně využita k minimalizaci a odhadu míry zbytkového mikropohybu ve všech prostorových osách. Na základě dosažitelné míry zbytkového mikropohybu jsou odhadnuty systematické frekvenční posuvy způsobené tímto mikropohybem. Ukazuje se, že jsme schopni dosáhnout nejistot relativních frekvenčních posuvů souvisejících s mikropohybem pod úroveň 10^20. Očekáváme, že nejistota celkového systematického frekvenčního posuvu v důsledku pohybu iontu je v našem případě limitována tepelným pohybem. This thesis deals with the analysis of micromotion of a single charged calcium ion trapped inside the linear Paul's ion trap and the influence of residual micromotion on the systematic frequency shifts of the clock transition of calcium ion. The fundamental properties of the motion of an ion confined within linear Paul's ion trap are shown in general using a theoretical description. The micromotion component of the overall motion is especially emphasized. A model expressing micromotion in the axial direction of the trap is introduced on the basis of the results of the numerical calculation of electric fields inside the trap. The model is compared to the reality experimentally. Then, the photon-correlation method of detection of micromotion is introduced and subsequently used to minimize and to estimate a measure of residual micromotion in all spacial directions. According to the achievable measure of residual micromotion, the systematic frequency shifts caused by this micromotion are estimated. It can be seen that we are able to reach uncertainties of the relative frequency shifts due to micromotion below 10^20. We expect that uncertainty of total motional systematic frequency shift is in our case limited by thermal motion.
Keywords: detection of micromotion; linear Paul ion trap; micromotion; minimization of micromotion; motional systematic frequency shifts; photon-correlation method; quadrupole transition of calcium ion; detekce mikropohybu; foton-korelační metoda; kvadrupólový přechod iontu vápníku; lineární Paulova iontová past; mikropohyb; minimalizace mikropohybu; pohybové systematické frekvenční posuvy

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/192380

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-417151


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses