Presentación

Experimentos con trampas de iones

El grupo de Trampas de Iones de la Universidad de Granada es el primer grupo experimental del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear. En 2009 Daniel Rodríguez llegó a la Universidad de Granada y se incorporó al proyecto que dirigía Antonio M. Lallena. Ese año obtuvo un contrato Ramón y Cajal y en 2010 por primera vez obtuvo un proyecto del Plan Nacional en el que también participaba Antonio M. Lallena. El proyecto comenzó en enero de 2011. Ese mismo año obtuvo un proyecto del Consejo Europeo de Investigación. En los últimos años son muchos los estudiantes de distintos niveles académicos, la mayoría egresados de la Universidad de Granada, que han participado en esta actividad. El grupo actual se muestra en la fotografía.

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Grupo de Trampas de Iones de la Universidad de Granada (diciembre de 2016). De Izquierda a derecha Raúl Rica, Joaquín Berrocal, Francisco Domínguez, Manuel Jesús Gutiérrez, Daniel Rodríguez. En la fotografía no aparecen ni Jesús Del Pozo ni Javier Bañuelos, miembros actuales del grupo desde el 1 de abril de 2017 y el 1 de junio de 2017, respectivamente.

El laboratorio de trampas de iones y láseres de la Universidad de Granada es el único laboratorio en España de esta naturaleza. El laboratorio empezó a construirse en marzo de 2012 en el marco del proyecto TRAPSENSOR del Consejo Europeo de Investigación, y se ha podido completar con financiación obtenida del plan Nacional de I+D+i, proyectos de infraestructuras cofinanciados con fondos FEDER del Ministerio de Economía y Competitividad del Gobierno de España, de la Junta de Andalucía y la Universidad de Granada.

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Figura 1: Parte superior: Esquema que representa un ion oscilando en la dirección paralela al campo magnético en una trampa Penning. La corriente inducida se hace pasar por un circuito resonante y se amplifica. Parte inferior: esquema propuesto para sustituir detección electrónica por la detección de fotones de fluorescencia de ion de 40Ca+ que es enfriado hasta el límite Doppler.

El objetivo más destacado del grupo consiste en construir un sistema para comunicar dos iones almacenados en trampas distintas pero con un electrodo común a través del cual pueden interaccionar a partir de la carga que inducen en dicho electrodo. Esta idea fue propuesta en 1990 por D.J. Heinzen and D.J. Wineland pero no se ha realizado hasta la fecha. Con dicho sistema se sustituiría la detección electrónica (parte superior Fig. 1) por detección utilizando fotones (parte inferior Fig. 2) y de esta forma, se mejorará la sensibilidad para poder llevar a cabo espectrometría de masas de elementos superpesados que se producen en reacciones de fusión–evaporación, o mejorar la precisión en la medida de determinados núcleos de interés en experimentos que tienen como objetivo medir la masa del neutrino electrónico http://link.springer.com/article/10.1007/s00340-011-4824-5. La figura 2 muestra un ion enfriado con láser en la Universidad de Granada y un dibujo 3D de la trampa utilizada para dicho experimento http://dx.doi.org/10.1063/1.4932310

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Figura 2: Izquierda: Imagen de un ion de calcio enfriado en una trampa de radiofrecuencia en la Universidad de Granada. Derecha: Imagen tridimensional de la trampa con líneas de láseres, átomos y emisión de fluorescencia en un ángulo sólido determinado.