Оптимизация спектра нормальных частот линейных ионных кристаллов в ловушках Пауля для EIT-охлаждения с использованием оптической решетки

Ионы в радиочастотных ловушках находят широкое применение в различных областях прикладной и фундаментальной физики, таких как метрология и квантовые вычисления. Одной из важных задач, необходимых для проведения современных экспериментов, является глубокое охлаждение ионных кристаллов. В работе представлены результаты теоретических исследований по увеличению эффективности глубокого охлаждения линейных ионных кристаллов методом электромагнитно-индуцированной прозрачности (EIT-охлаждения) путем наложения на радиочатотную ловушку оптической решетки. Показано, что данный метод позволяет сузить частотный диапазон, занимаемый различными колебательными модами ионов, и увеличить их аксиальные частоты движения без нарушения линейной конфигурации кристалла. Так, для кристалла из 8 ионов в ловушке Пауля с секулярными частотами $\omega_z = 2\pi\times 100$ кГц и $\omega_r = 2\pi\times 650$ кГц, приложение оптической решетки позволяет сузить диапазон частот, занимаемый колебательными модами, в 2 раза. Исследована зависимость оптимальной мощности оптической решетки для сужения колебательного спектра от количества частиц в ловушке и ее параметров.