論文の概要: Optimized pulsed sideband cooling and enhanced thermometry of trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.11802v2
• Date: Tue, 28 Sep 2021 02:08:28 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-20 23:38:32.421200
• Title: Optimized pulsed sideband cooling and enhanced thermometry of trapped ions
• Title（参考訳）: パルスサイドバンド冷却の最適化と捕捉イオンの熱計測
• Authors: A. J. Rasmusson, Marissa D'Onofrio, Yuanheng Xie, Jiafeng Cui, and Philip Richerme
• Abstract要約: 所与のパルス数に対する最速のパルスサイドバンド冷却シーケンスを計算するフレームワークを提案する。 広範な冷却の後、イオンの運動分布は明らかに非熱的であることが判明した。 これらの技術は、閉じ込められたイオン系内のより効率的な冷却と温度測定を可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Resolved sideband cooling is a standard technique for cooling trapped ions below the Doppler limit to near their motional ground state. Yet, the most common methods for sideband cooling implicitly rely on low Doppler-cooled temperatures and tightly confined ions, and they cannot be optimized for different experimental conditions. Here we introduce a framework which calculates the fastest possible pulsed sideband cooling sequence for a given number of pulses and set of experimental parameters, and we verify its improvement compared to traditional methods using a trapped $^{171}$Yb$^+$ ion. After extensive cooling, we find that the ion motional distribution is distinctly non-thermal and thus not amenable to standard thermometry techniques. We therefore develop and experimentally validate an improved method to measure ion temperatures after sideband cooling. These techniques will enable more efficient cooling and thermometry within trapped-ion systems, especially those with high initial temperatures or spatially-extended ion wavepackets.
• Abstract（参考訳）: サイドバンド冷却は、ドップラー限界下から運動基底状態付近まで閉じ込められたイオンを冷却する標準的な技術である。 しかし、サイドバンド冷却の最も一般的な方法は低いドップラー冷却温度と密閉イオンに依存しており、異なる実験条件に最適化することはできない。 本稿では、所定のパルス数と実験パラメータのセットに対して、可能な限り高速なパルス側バンド冷却シーケンスを計算するフレームワークを紹介し、その改善を、トラップされた$^{171}$Yb$^+$イオンを用いて従来の方法と比較して検証する。 広範な冷却を行った結果, イオンの運動分布は非熱的であり, 標準温度測定には適さないことがわかった。 したがって, サイドバンド冷却後のイオン温度測定法を改良し, 実験的に検証した。 これらの技術により、閉じ込められたイオン系、特に高い初期温度または空間的に拡張されたイオンウェーブパケットのより効率的な冷却と温度測定が可能になる。

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