論文の概要: A Coupled-Oscillators Model to Analyze the Interaction between a Quartz
Resonator and Trapped Ions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.04437v1
- Date: Mon, 8 Aug 2022 21:38:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-01 21:33:14.597490
- Title: A Coupled-Oscillators Model to Analyze the Interaction between a Quartz
Resonator and Trapped Ions
- Title（参考訳）: 水晶共振器とトラップイオンの相互作用解析のための結合振動子モデル
- Authors: Emilio Altozano, Joaqu\'in Berrocal, Steffen Lohse, Francisco
Dom\'inguez, Michael Block, Juan Jos\'e Garc\'ia-Ripoll, Daniel Rodr\'iguez
- Abstract要約: 閉じ込められたイオンを検出するための圧電石英共振器の新規な応用が開発されている。
低雑音増幅器に接続された40ドルCa$+$イオンと水晶共振器との相互作用を制御するモデルを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.11083289076967895
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The novel application of a piezoelectric quartz resonator for the detection
of trapped ions has developed in the observation of the quartz-ions interaction
under non-equilibrium conditions, opening new perspectives for high-sensitive
motional frequency measurements of radioactive particles. Energized quartz
crystals have (long) constant-decay times in the order of milliseconds,
permitting the coherent detection of charged particles within short times. In
this publication we develop in detail a model governing the interaction between
trapped $^{40}$Ca$^+$ ions and a quartz resonator connected to a low-noise
amplifier. We apply this model to experimental data and extract relevant
information like the coupling constant $g=2\pi \times 1.449(2)$~Hz and the
ions' modified-cyclotron frequency in our 7-tesla Penning trap. The study on
the latter is specially important for the use of this resonator in precision
Penning-trap mass spectrometry. The improvement in sensitivity can be
accomplished by increasing the coupling constant through the quality factor of
the resonator. This can develop in the use of the hybrid quartz-ion system for
other applications.
- Abstract（参考訳）: 非平衡条件下での石英-イオン相互作用の観察において, 捕獲イオン検出のための圧電石英共振器の新たな応用が発展し, 放射性粒子の高感度運動周波数測定への新たな展望が開けた。
チャージされたクォーツ結晶はミリ秒の順序で(長い)一定遅延時間を持ち、短時間で荷電粒子のコヒーレントな検出を可能にする。
本稿では、閉じ込められた$^{40}$ca$^+$ イオンと低ノイズ増幅器に接続された水晶共振器との相互作用を規定するモデルについて詳細に述べる。
このモデルを実験データに適用し、結合定数 $g=2\pi \times 1.449(2)$~Hz やイオンの修飾サイクロトロン周波数などの関連情報を抽出する。
後者の研究は、精密ペニングトラップ質量分析におけるこの共振器の使用において特に重要である。
共振器の品質係数により結合定数を増加させることで感度の向上を図ることができる。
これは他の用途にハイブリッドクォーツイオンシステムを用いることで発展することができる。
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