Определение скорости нагрева и температуры ионных цепочек в линейной ловушке Пауля по дефазировке осцилляций Раби

При оптимизации параметров лазерного охлаждения и исследования скорости нагрева в ионных ловушках возникает задача измерения температуры ионных цепочек, для которых выполняется режим Лэмба–Дике. В данной работе предложен метод измерения температуры ионных цепочек, основанный на исследовании динамики осцилляций Раби на узком электронном переходе в отдельном ионе цепочки. Выведена аналитическая зависимость населенности верхнего состояния от времени возбуждения с учетом теплового распределения фононов в колебательных модах цепочки с произвольным числом ионов. Метод экспериментально апробирован на массиве из пяти ионов $^{171}\mathrm{Yb}^+$ на квадрупольном переходе $435$ нм, а также на одиночном ионе. Была измерена скорость нагрева осевой моды колебаний, составившая для нашей ловушки $8\cdot 10^3\,\text{фононов/с}$.