論文の概要: Second-Scale $^9\text{Be}^+$ Spin Coherence in a Compact Penning Trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.03053v1
- Date: Wed, 6 Oct 2021 20:20:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-12 07:50:55.885027
- Title: Second-Scale $^9\text{Be}^+$ Spin Coherence in a Compact Penning Trap
- Title（参考訳）: 小型ペニングトラップにおける第2スケール$^9\text{Be}^+$スピンコヒーレンス
- Authors: Brian J. McMahon and Brian C. Sawyer
- Abstract要約: 小型永久磁石を用いたペニングイオントラップ内での9textBe+$および40textCa+$のマイクロ波分光を報告する。
このトラップは、0.6774-T磁場非感応性超微細転移に近い0.654T磁場を与えるNdFeB環の再構成可能な配列で構成されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report microwave spectroscopy of co-trapped $^9\text{Be}^+$ and
$^{40}\text{Ca}^+$ within a compact permanent-magnet-based Penning ion trap.
The trap is constructed with a reconfigurable array of NdFeB rings providing a
0.654 T magnetic field that is near the 0.6774-T magnetic-field-insensitive
hyperfine transition in $^9\text{Be}^+$. Performing Ramsey spectroscopy on this
hyperfine transition, we demonstrate nuclear spin coherence with a contrast
decay time of >1 s. The $^9\text{Be}^+$ is sympathetically cooled by a Coulomb
crystal of $^{40}\text{Ca}^+$, which minimizes $^9\text{Be}^+$ illumination and
thus mitigates reactive loss. Introducing a unique high-magnetic-field optical
detection scheme for $^{40}\text{Ca}^+$, we perform spin state readout without
a 729~nm shelving laser. We record a fractional trap magnetic field instability
below 20 ppb (<13 nT) at 43 s of averaging time with no magnetic shielding and
only passive thermal isolation. We discuss potential applications of this
compact, reconfigurable Penning trap.
- Abstract（参考訳）: 我々は, コンパクト永久磁石を用いたペニングイオントラップ内で, 共トラッピングされた$^9\text{Be}^+$および$^{40}\text{Ca}^+$のマイクロ波分光を報告する。
このトラップは、$^9\text{Be}^+$の0.6774-T磁場非感応超微細転移に近い0.654T磁場を与えるNdFeB環の再構成可能な配列で構成される。
この超微細構造遷移でラムゼー分光法を行い、コントラスト崩壊時間 > 1 s の核スピンコヒーレンスを示す。
この$^9\text{be}^+$は、$^{40}\text{ca}^+$のクーロン結晶によって同情的に冷却され、$^9\text{be}^+$の照明を最小化し、反応損失を緩和する。
729～nmのシェルビングレーザーを使わずにスピン状態の読み出しを行う。
我々は,20 ppb (<13 nT)以下で,磁気遮蔽を伴わず,受動熱分離のみを伴わず,平均43秒の静磁場不安定性を記録した。
このコンパクトで再構成可能なペニングトラップの潜在的な応用について論じる。
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