莫斯科国立核能研究大学(MEPhI)量子计量物理技术问题系的科研团队获得一项资助,将实施“用于量子计算和精密光谱学的钍-232阴离子激光冷却”项目。该项目资助总额为1亿卢布,期限为三年,资金来自“2030优先计划”。

根据项目安排,研究团队将在MEPhI建设一套实验装置,用于在保罗阱中直接对钍-232阴离子进行激光冷却。科研人员计划通过激光烧蚀方法获得钍阴离子,利用质谱法确认离子束成分,并进一步掌握将这些离子加载和约束在阱中的技术。在此基础上,团队将优化相关跃迁的光谱参数,并尝试在2428.4纳米附近的跃迁上实现钍阴离子的多普勒冷却。
钍-232阴离子被认为是原子阴离子直接激光冷却研究中较有前景的候选对象。已有实验表明,它具备适合冷却的跃迁、较快且近乎封闭的冷却循环。同时,钍-232同位素不存在超精细结构,这有助于简化激光冷却方案。
MEPhI表示,获得超冷阴离子对量子计算和量子传感器发展具有重要意义。项目推进后,科学家有望建立一个研究冷负离子的实验平台,为后续开展单个阴离子或短链阴离子研究打下基础。
项目第一阶段将集中在关键设备的采购、安装和测试,获取钍-232阴离子并开展初步质谱分析。后续工作包括把阴离子加载并限制在保罗阱中,开展热等离子体光谱分析,对阴离子云实施激光冷却,并进一步探索更精细的离子体系。
该项目负责人为物理与数学博士、副教授、系主任彼得·维克托罗维奇·鲍里修克。项目团队由该系教师、工程师、研究生和本科生组成,也将为量子技术和高精度计量领域培养专业人才。