Atomární zdroj pro aplikace v kvantové detekci: Případová studie s vápníkem

Student: Motyčka David
Vedoucí: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D.
Stav práce: zadaná

Anotace:

V této inovativní bakalářské práci se ponoříte do světa kvantové fyziky a technologií, s cílem optimalizovat atomární zdroj pro generaci atomů vápníku, klíčové komponenty v pokročilých kvantových experimentech. Práce nabízí jedinečnou příležitost stát se součástí výzkumného týmu, který tlačí hranice možného v kvantové manipulaci, detekci a simulacích, a to vše s využitím nejnovějších technologií a metod.

Hlavní cíle práce: 1. Analýza a optimalizace atomárního zdroje: * Studium provozních parametrů pícky pro generaci atomů vápníku, určení ideálního toku atomů pro kvantové experimenty. * Experimentální ověření rychlosti a efektivity přerušení toku atomů, klíčové pro precizní provoz elektron-iontové pasti. 2. Inovace ve vývoji atomárních zdrojů: * Navržení a testování inovativních řešení pro zvýšení efektivity generace atomů vápníku, například laserem asistovaná desorpce z polymerů. 3. Přínos pro kvantovou technologii: * Příspěvek k rozvoji techniky kvantové manipulace iontů, esenciální pro vývoj kvantových počítačů a simulátorů. * Příspěvek k rozvoji využití elektronů vzniklých fotoionizací jako detektorů fotonů, otevírající nové možnosti v kvantové komunikaci a metrologii.

Zásady pro vypracování

1) Studium literatury a sepsání přehledu o záchytu chladných elektronů a iontů v radiofrekvenčních pastech a generaci atomárních svazků. 2) Seznámení se s aparaturou pro záchyt elektronů a iontů a se zdrojem atomů vápníku. 3) Analýza funkčnosti atomárního zdroje a návrh technického vylepšení.

Seznam odborné literatury

1. Ballance, T. G. et al. A short response time atomic source for trapped ion experiments. Rev. Sci. Instrum. 89, 053102 (2018). 2. Mango, F. & Maccioni, E. Light-induced ejection of calcium atoms from polymer surfaces. Eur. Phys. J. D 50, 253–256 (2008). 3. Foot, C. J. Atomic Physics. (Oxford University Press, Oxford ; New York, 2005). 4. Foot, C. J., Trypogeorgos, D., Bentine, E., Gardner, A. & Keller, M. Two-frequency operation of a Paul trap to optimise confinement of two species of ions. Int. J. Mass Spectrom. 430, 117–125 (2018). 5. Carney, D., Häffner, H., Moore, D. C. & Taylor, J. M. Trapped Electrons and Ions as Particle Detectors. Phys. Rev. Lett. 127, 061804 (2021).