An ultralow-noise superconducting radio-frequency ion trap for frequency metrology with highly charged ions.

Autor: Stark J; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Warnecke C; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Bogen S; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Chen S; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Dijck EA; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Kühn S; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Rosner MK; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Graf A; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Nauta J; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Oelmann JH; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Schmöger L; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Schwarz M; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Liebert D; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Spieß LJ; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., King SA; Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig, Germany., Leopold T; Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig, Germany., Micke P; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Schmidt PO; Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig, Germany., Pfeifer T; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany., Crespo López-Urrutia JR; Max-Planck-Institut für Kernphysik, Saupfercheckweg 1, 69117 Heidelberg, Germany.
Jazyk: angličtina
Zdroj: The Review of scientific instruments [Rev Sci Instrum] 2021 Aug 01; Vol. 92 (8), pp. 083203.
DOI: 10.1063/5.0046569
Abstrakt: We present a novel ultrastable superconducting radio-frequency (RF) ion trap realized as a combination of an RF cavity and a linear Paul trap. Its RF quadrupole mode at 34.52 MHz reaches a quality factor of Q ≈ 2.3 × 10 5 at a temperature of 4.1 K and is used to radially confine ions in an ultralow-noise pseudopotential. This concept is expected to strongly suppress motional heating rates and related frequency shifts that limit the ultimate accuracy achieved in advanced ion traps for frequency metrology. Running with its low-vibration cryogenic cooling system, electron-beam ion trap, and deceleration beamline supplying highly charged ions (HCIs), the superconducting trap offers ideal conditions for optical frequency metrology with ionic species. We report its proof-of-principle operation as a quadrupole-mass filter with HCIs and trapping of Doppler-cooled 9 Be + Coulomb crystals.
Databáze: MEDLINE
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