論文の概要: The role of spectator modes in the quantum-logic spectroscopy of single trapped molecular ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.02642v1
• Date: Thu, 03 Apr 2025 14:37:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-04-04 12:55:04.390210
• Title: The role of spectator modes in the quantum-logic spectroscopy of single trapped molecular ions
• Title（参考訳）: 単一トラップ分子イオンの量子論理分光における分光器モードの役割
• Authors: Mikolaj Roguski, Aleksandr Shlykov, Ziv Meir, Stefan Willitsch,
• Abstract要約: 本研究では、状態依存型光双極子力に依存する測定プロトコルに直接かかわらないオブザーバモードの役割について検討する。 二イオン弦の力に対する応答を変調するデバイ・ウォラー型効果を同定し、弦のすべての常温モードを冷却することで、N$+$分子イオンの偏移基底状態を検出することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License:
• Abstract: Quantum-logic spectroscopy has become an increasingly important tool for the state detection and readout of trapped atomic and molecular ions which do not possess easily accessible closed-optical-cycling transitions. In this approach, the internal state of the target ion is mapped onto a co-trapped auxiliary ion. This mapping is typically mediated by normal modes of motion of the two-ion Coulomb crystal in the trap. The present study investigates the role of spectator modes not directly involved in a measurement protocol relying on a state-dependent optical-dipole force. We identify a Debye-Waller-type effect that modifies the response of the two-ion string to the force and show that cooling all normal modes of the string allows for the detection of the rovibrational ground state of a N$_2^+$ molecular ion with a fidelity exceeding 99.99% improving on previous experiments by more than an order of magnitude. This marked improvement in sensitivity paves the way for simultaneously identifying multiple rovibrational states at a fixed set of experimental parameters.
• Abstract（参考訳）: 量子論理分光法は、容易にアクセス可能なクローズド光学-サイクリング遷移を持たない閉じ込められた原子および分子イオンの状態検出と読み出しにおいて、ますます重要なツールとなっている。 このアプローチでは、ターゲットイオンの内部状態は、コトラップされた補助イオンにマッピングされる。 このマッピングは通常、トラップ内の2イオンクーロン結晶の正常な運動モードによって媒介される。 本研究では、状態依存型光双極子力に依存する測定プロトコルに直接かかわらないオブザーバモードの役割について検討した。 我々は,2イオン弦の力に対する応答を変化させるデバイ・ウォラー型効果を同定し,N$_2^+$分子イオンの偏平基底状態が99.99%以上向上することを示す。 この感度の顕著な改善は、固定された実験パラメータのセットで複数の投票状態を同時に識別する方法を舗装する。

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