Cooling of trapped ions by resonant charge exchange
Cooling of trapped ions by resonant charge exchange
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通过共振电荷交换冷却捕获的离子
DOI：
10.1103/physreva.97.041401
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发表时间：
2017
影响因子：
2.9
通讯作者：
S. Rangwala
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Dutta;S. Rangwala
两种最广泛使用的离子冷却方法是激光冷却和通过弹性碰撞（EC）的共振冷却。在这里，我们展示了另一种冷却离子的方法，该方法是基于被困离子和超冷母原子之间的共振电荷交换（RCE）。具体地，被捕获的Cs$^{+}$离子通过与共捕获的超冷Cs原子的碰撞以及分别通过与共捕获的超冷Rb原子的碰撞而冷却。我们观察到Cs原子对Cs$^{+}$的冷却比Rb原子对Cs$^{+}$的冷却更有效。这表明除了Cs-Cs$^{+}$情况下的弹性离子-原子碰撞通道之外，还存在一种冷却机制，即通过RCE冷却。通过实验确定了RCE的冷却效率，发现碰撞前冷却比EC冷却高两个数量级。这一结果为进一步研究原子-离子杂化系统中电子跳跃电荷输运提供了实验依据。
The two most widely used ion cooling methods are laser cooling and sympathetic cooling by elastic collisions (ECs). Here we demonstrate another method of cooling ions that is based on resonant charge exchange (RCE) between the trapped ion and the ultracold parent atom. Specifically, trapped Cs$^{+}$ ions are cooled by collisions with co-trapped, ultracold Cs atoms and, separately, by collisions with co-trapped, ultracold Rb atoms. We observe that the cooling of Cs$^{+}$ ions by Cs atoms is more efficient than cooling of Cs$^{+}$ ions by Rb atoms. This signals the presence of a cooling mechanism apart from the elastic ion-atom collision channel for the Cs-Cs$^{+}$ case, which is cooling by RCE. The efficiency of cooling by RCE is experimentally determined and the per-collision cooling is found to be two orders of magnitude higher than cooling by EC. The result provides the experimental basis for future studies on charge transport by electron hopping in atom-ion hybrid systems.
影响因子：
8.6
作者：
Kruekow, Artjom;Mohammadi, Amir;Greene, Chris H.
通讯作者：
Greene, Chris H.
影响因子：
19.6
作者：
Ratschbacher, Lothar;Zipkes, Christoph;Koehl, Michael
通讯作者：
Koehl, Michael
影响因子：
35
作者：
Lambrecht, Alexander;Schmidt, Julian;Schaetz, Tobias
通讯作者：
Schaetz, Tobias