Investigación

Experimentos con trampas de iones

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El grupo de Trampas de Iones de la Universidad de Granada es el primer grupo experimental del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la UGR. 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 enero de 2011 comenzó su primer proyecto del Plan Nacional de I+D+i en el que también participaba Antonio M. Lallena. En noviembre de 2011 comenzó 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 de Trampas de Iones está dentro del Grupo PAIDI FQM387: Física Fundamental y Aplicaciones.

El Laboratorio de Trampas de Iones y Láseres de la Universidad de Granada es el único laboratorio en España de esta naturaleza, debido a lo cual y a la inversión realizada fue nombrado Laboratorio Singular en Tecnologías Avanzadas de la UGR. El laboratorio empezó a construirse en marzo de 2012 en el marco del proyecto TRAPSENSOR del Consejo Europeo de Investigación, y se está completando con financiación obtenida del plan Nacional de I+D+i, proyectos de infraestructuras financiados con fondos FEDER del Ministerio de Economía y Competitividad y del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades del Gobierno de España, de infraestructuras de la Junta de Andalucía. Los proyectos de infraestructuras han sido cofinanciados por la Universidad de Granada.

Se espera que, en el año 2020, sea posible hacer funcionar simultáneamente los tres experimentos que se llevan a cabo en el laboratorio: 1) Espectrometría de masas en el régimen cuántico con una trampa Penning en un campo de 7 tesla y utilizando un ion de 40Ca+ como sensor óptico, 2) conexión de iones almacenados en distintas trampas de radiofrecuencia y 3) experimentos de simulación cuántica en una trampa de Paul lineal. En la línea de investigación con trampas Penning también se realizarán experimentos de detección de corrientes inducidas de iones atrapados utilizando los amplificadores que se han desarrollado en colaboración con una empresa spin-off de la UGR y con la Universidad de Mainz. Con éstos, por primera vez, se utiliza para la detección resonante (en banda estrecha) cristales de cuarzo.

Somos el primer grupo que está desarrollando lo que llamamos “Quantum Mass Spectrometry”. Somos parte de las colaboraciones internacionales alrededor de las trampas Penning SHIPTRAP en el GSI-Darmstadt y MATS en FAIR (Facility for Antiprotons and Ion Research), actualmente en construcción como extensión del GSI. El IP es miembro del comité científico de la red española de excelencia y estratégica en Tecnologías Cuánticas y responsable del grupo de trabajo de “Tools and Infrastructure” de la acción europea COST sobre trampas de iones (Trapped Ions: Progress in Classical and Quantum Simulations).

Referencias:

  • M. J. Gutiérrez, J. Berrocal, J. M. Cornejo, F. Domínguez, J. J. Del Pozo, I. Arrazola, J. Bañuelos, P. Escobedo, O. Kaleja, L. Lamata, R. A. Rica, S. Schmidt, M. Block, E. Solano and D. Rodríguez.
    “The TRAPSENSOR facility: an open-ring 7 tesla Penning trap for laser-based precision experiments”
    New Journal of Physics 21, 023023 (2019)
  • S. Lohse, J. Berrocal, M. Block, S. Chenmarev, J. M. Cornejo, J. G. Ramírez, and D. Rodríguez.
    “A quartz amplifier for high-sensitivity Fourier-transform ion-cyclotron-resonance measurements with trapped ions”
    Review of Scientific Instruments 90, 063202 (2019)
  • F. Domínguez, I. Arrazola, J. Doménech, J. S. Pedernales, L. Lamata, E. Solano and D. Rodríguez.
    “A Single-Ion Reservoir as a High-Sensitive Sensor of Electric Signals”
    Scientific Reports 7, 8336 (2017)