Ловушка - пауль
Cтраница 1
Ловушка Пауля основана исключительно на использовании меняющихся во времени электрических полей. Способ ее действия легко понять, если рассмотреть упоминавшийся выше седловой потенциал. Когда частица начинает скатываться вниз по склону неустойчивости, знак напряжения на электродах меняется на противоположный, так что частица, вдруг, чувствует возрастающий, а не убывающий, потенциал. Теперь, однако, становится неустойчивым движение вдоль другой координаты. [1]
В общем случае движение иона в ловушке Пауля имеет два масштаба времени. Есть медленное - так называемое секулярное движение, с частотой, которая определяется усредненным по времени связывающим потенциалом, и быстрое микродвижение, которое зависит от радиочастоты переменного напряжения, приложенного к ловушке. Чтобы разобраться в сути квантовой составляющей этого движения, сначала обсудим эволюцию во времени операторов координаты и импульса для гармонического осциллятора с частотой, зависящей от времени. Такой осциллятор служит в качестве некоторой модели для ловушки Пауля. Мы покажем, что квантовое движение характеризуется тремя вещественными параметрами, которые соответствуют повороту, сжатию и еще одному повороту в фазовом пространстве. [2]
Предыдущий анализ показал, что из-за явной зависимости ловушки Пауля от времени движение иона в такой системе достаточно сложное. Подчеркнем, что это никак не связано с квантовой механикой, а получается только из-за зависимости от времени удерживающего потенциала. Действительно, коль скоро мы имеем дело с гармоническим осциллятором, классическая и квантовая динамика идентичны, как видно из уравнений Лиувилля для функции Вигнера. [3]
Подчеркнем, что представленный в предыдущем разделе подход к описанию ловушки Пауля учитывает полную зависимость (17.10) от времени гармонического потенциала ловушки. [4]
Существует весьма близкая аналогия между КЭД резонаторов и квантовым движением иона в ловушке Пауля, которая детально обсуждается в гл. [5]
Возможным примером квантовой системы может служить заряженная частица, движущаяся в потенциале U ( x), создаваемым, например, ловушкой Пауля. [6]
 |
Сечение ( а и вид сбоку ( б ловушки Пауля. [7] |
Для исследования сильно неидеальной однокомпонентной плазмы было использовано ионное накопительное кольцо PALLAS, схема которого показана на рис. 10.7. Фактически оно представляет собой кольцевую высокочастотную квадрупольную ионную ловушку, имеющую много общего с ловушкой Пауля. [8]
В модели Джейнса-Каммингса - Пауля мы имеем дело со взаимодействием внутренних степеней свободы с фотонным полем. В ловушке Пауля, как механическом аналоге этой модели, речь идет о взаимодействии внутренних степеней свободы с движением центра инерции. В обоих случаях взаимодействие приводит к перепутыванию этих степеней свободы. [9]
Коль скоро характеристический показатель для набора параметров а и q определен, можно с помощью векторного уравнения Мс О найти соответствующте коэффициенты сп. Они играют важную роль при квантовом рассмотрении движения в ловушке Пауля. Поэтому следующий раздел 17.3.4 посвящен подробному обсуждению свойств коэффициентов сп. [10]
В приближении Лэмба-Дике, когда пространственный размер волновой функции основного колебательного уровня ловушки мал по сравнению с периодом световой волны, этот гамильтониан переходит в гамильтониан модели Джейнса-Каммингса - Пауля. В этом случае система, представляющая собой ион, захваченный в ловушку Пауля и взаимодействующий с классической волной, является механическим аналогом КЭД резонатора. Роль кванта возбуждения поля играет теперь колебательный квант, то есть фотоны заменяются фононами. Снова имеет место периодический обмен возбуждениями между колебательными и внутренними состояниями. Этот обмен зависит от колебательного квантового состояния. [11]
Экспериментально пока были реализованы отдельные квантовые гейты. Wineland) в Боулдере реализовала гейт управляемое-не, использующий один ион, который движется в ловушке Пауля и взаимодействует с классической стоячей волной. В этом случае ион должен быть охлажден до низких температур, чтобы стала существенной дискретность собственных энергетических состояний в ловушке. [12]
Завершая этот раздел, упомянем, что динамика Джейнса-Каммингса - Пауля наблюдалась также для одиночного иона, который движется в ловушке Пауля и взаимодействует с классическим световым полем. [14]
 |
Видео изображение ( а и результат моделирования методом молекулярной динамики ( б. [15] |
Страницы: 1 2