Authors:	Galve Conde, Fernando
Title:	A planar Penning trap
Online publication date:	29-Jan-2007
Year of first publication:	2007
Language:	english
Abstract:	In this thesis I present theoretical and experimental results concern- ing the operation and properties of a new kind of Penning trap, the planar trap. It consists of circular electrodes printed on an isolating surface, with an homogeneous magnetic field pointing perpendicular to that surface. The motivation of such geometry is to be found in the construction of an array of planar traps for quantum informa- tional purposes. The open access to radiation of this geometry, and the long coherence times expected for Penning traps, make the planar trap a good candidate for quantum computation. Several proposals for quantum 2-qubit interactions are studied and estimates for their rates are given. An expression for the electrostatic potential is presented, and its fea- tures exposed. A detailed study of the anharmonicity of the potential is given theoretically and is later demonstrated by experiment and numerical simulations, showing good agreement. Size scalability of this trap has been studied by replacing the original planar trap by a trap twice smaller in the experimental setup. This substitution shows no scale effect apart from those expected for the scaling of the parameters of the trap. A smaller lifetime for trapped electrons is seen for this smaller trap, but is clearly matched to a bigger misalignment of the trap’s surface and the magnetic field, due to its more difficult hand manipulation. I also give a hint that this trap may be of help in studying non-linear dynamics for a sextupolarly perturbed Penning trap. In diesen Thesei anwesenden theoretischen und experimentellen Resultaten hinsichtlich sind des Betriebes und der Eigenschaften einer neuen Art der Penning Falle, die planare Falle. Sie besteht aus den kreisförmigen Elektroden, die auf einer lokalisierenden Oberfläche gedruckt werden,, mit einem homogenen magnetischen Senkrechten auf diese Oberfläche. Der Beweggrund solcher Geometrie soll im Aufbau einer Reihe planarer Fallen zu den Quanteninformierenden Zwecken gefunden werden. Der geöffnete Zugang zur Strahlung dieser Geometrie und die langen Kohärenzzeiten, die für Penning Fallen erwartet werden, bilden die planare Falle einen guten Anwärter für Quantencomputing. Einige Anträge für 2-qubit Interaktionen werden studiert und Schätzungen für ihre Rate werden gegeben. Ein Ausdruck für das elektrostatische Potential wird dargestellt und seine Eigenschaften gestellt heraus. Eine ausführliche Studie des anharmonicität des Potentials wird theoretisch gegeben und wird später durch das Experiment und numerische Simulationen gezeigt und zeigt gute Vereinbarung. Größe-skalierbarkeit dieser Falle ist studiert worden, indem man zweimal die ursprüngliche planare Falle durch eine ersetzte Falle, die in der experimentellen Einstellung kleiner ist. Dieser Ersatz zeigt keinen Skalaeffekt abgesehen von denen, die für die Skalierung der Parameter der Falle erwartet werden. Eine kleinere Lebenszeit für aufgefangene Elektronen wird für diese kleinere Falle gesehen, aber wird offenbar zu einem grösseren Versatz der Oberfläche des Blockier zusammengebracht und die magnetischen fangen auf, wegen seiner schwierigeren Handhandhabung. Ich gebe auch einen Tip, daß diese Falle von der Hilfe im Studieren der nicht linearen Dynamik für sextupolar-gestört Penning Falle werden kann.
DDC:	530 Physik 530 Physics
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 08 Physik, Mathematik u. Informatik
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-924
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-12589
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen