Validace elektron-iontové pasti
| Název práce v češtině: | Validace elektron-iontové pasti |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Validation of electron-ion trap |
| Klíčová slova: | elektron|iont|past|částice|záchyt|laser|kvantová|fyzika|rekombinace|design|hardware |
| Klíčová slova anglicky: | electron|ion|trap|particle|storage|laser|quantum|physics|recombination|design|hardware |
| Akademický rok vypsání: | 2023/2024 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Katedra fyziky povrchů a plazmatu (32-KFPP) |
| Vedoucí / školitel: | Mgr. Michal Hejduk, Ph.D. |
| Řešitel: | |
| Konzultanti: | doc. RNDr. Štěpán Roučka, Ph.D. |
| Zásady pro vypracování |
| 1) Studium literatury a sepsání přehledu o záchytu chladných elektronů a iontů v radiofrekvenčních pastech.
2) Seznámení se s návrhy a realizacemi dvoufrekvenčních pastí schopných zachytávat jak elektrony, tak ionty. 3) Analýza funkčnosti a vlastností pasti a experimentální aparatury. |
| Seznam odborné literatury |
| 1. Ebeling, W., Fortov, V. E. & Filinov, V. Quantum Statistics of Dense Gases and Nonideal Plasmas. (Springer International Publishing, 2017). doi:10.1007/978-3-319-66637-2.
2. Gerlich, D. Inhomogeneous RF Fields: A Versatile Tool for the Study of Processes with Slow Ions. in Advances in Chemical Physics 1–176 (John Wiley & Sons, Ltd, 2007). doi:10.1002/9780470141397.ch1. 3. Foot, C. J. Atomic physics. (Oxford University Press, 2005). 4. Leefer, N. et al. Investigation of two-frequency Paul traps for antihydrogen production. Hyperfine Interact. 238, 12 (2016). 5. Daniš, S. Atomová fyzika a elektronová struktura látek. (Matfyzpress, 2022). |
| Předběžná náplň práce |
| Záchyt elektronů ve vakuu a jejich zchlazení na teploty několika milikelvinů je největší výzvou na cestě ke kvantovým simulátorům a počítačům, které fungují na principu manipulování s kvantovými stavy volných elektronů. Oproti počítačům založeným na volných, laserem chlazených iontech nabízejí zrychlení operací o několik řádů.
Naše skupina se snaží tohoto cíle dosáhnout pomocí interakcí elektronů s laserem chlazenými ionty. Máme připravené dva návrhy pastí (zařízení na záchyt elektronů), z nichž jeden nám na stole, byv vytisknut na 3D tiskárně, čeká na instalaci a validaci. Design druhého, v podstatě čipu, jsme právě poslali do patentového úřadu. Bakalářský student se bude podílet na charakterizaci experimentálního zařízení, na zlepšování jeho designu nebo na počítačových simulacích toho, co od experimentů očekáváme. |
| Předběžná náplň práce v anglickém jazyce |
| The capture of electrons in a vacuum and their cooling to temperatures of a few millikelvins pose the greatest challenge on the path to quantum simulators and computers that operate by manipulating the quantum states of free electrons. In contrast to computers based on free, laser-cooled ions, they offer a significant acceleration of operations by several orders of magnitude.
Our group aims to achieve this goal through the interaction of electrons with laser-cooled ions. We have two proposed traps (devices for capturing electrons), with one already on the table, having been 3D printed and awaiting installation and validation. The design of the second, essentially a chip, has just been submitted to the patent office. A bachelor's student will contribute to the characterization of the experimental setup, the improvement of its design, or computer simulations of what we expect from the experiments. |