Design and Characterization of an Experimental Setup for e− + 40Ca+ Trapping Toward Quantum Microwave Detection

Abstract

Název práce Návrh a charakterizace experimentální aparatury pro za- chytávání e− + 40 Ca+ pro účely kvantové detekce mikrovln Autor: Vineet Kumar Oddělení: Oddělení povrchové a plazmové vědy Vedoucí práce: Mgr. Michal Hejduk, Ph.D. Rok: 2026 Abstrakt: Tato práce představuje vývoj experimentální aparatury pro Electron-Ion Trapping Experiment (EiTEx) zaměřený na detekci kvanto- vého mikrovlnného záření. Zahrnuje návrh, konstrukci a charakterizaci klí- čových subsystémů potřebných pro zachytávání a detekci částic, což vedlo k vytvoření modulární platformy integrující technologii ultra-vysokého va- kua (UHV) s aditivně vyráběnými komponentami. Bylo dosaženo stabil- ních podmínek UHV na úrovni přibližně 10−10 mbar, což demonstruje kom- patibilitu 3D-tištěných struktur, včetně zachytávacího rezonátoru z mate- riálu AlSi10Mg a sestavy atomové pece z nerezové oceli 316L, a zároveň umožňuje rychlé prototypování. Prototyp rezonátoru vykazuje činitel ja- kosti 960 při rezonanční frekvenci zachytávání elektronů 2.31 GHz bez vý- znamného zahřívání způsobeného mikrovlnným polem, zatímco dodatečný RF zdroj v rozsahu MHz poskytuje elektrická pole vhodná pro záchyt iontů ve společné oblasti. Zavádění částic do této oblasti pomocí proto- typu sestavy pece bylo ověřeno pomocí dopplerovské spektroskopie a dále potvrzeno...