TRAPSENSOR : Trampas de Iones y Láseres

La línea de investigación fundamental tiene como objetivo bandera la conexión de 2 iones enfriados por láser y almacenados en microtrampas distintas, algo que aún no se ha conseguido en ningún laboratorio en el mundo.

Palabras clave

Enfriamiento con láser, Física fundamental, Física Nuclear, Penning, Tecnologías cuánticas, Trampas Paul

Resumen científico

El laboratorio de Trampas de Iones y Láseres es el único laboratorio en España de esta naturaleza.

Laboratorio de trampas de iones y láseres

El laboratorio de Trampas de Iones y Láseres es el único laboratorio en España de esta naturaleza. Comenzó a construirse en marzo de 2012 en el marco del proyecto TRAPSENSOR del Consejo Europeo de Investigación, conseguido por Daniel Rodríguez, entonces investigador Ramón y Cajal, ahora Profesor Titular de Universidad. Además de la financiación del ERC se ha conseguido financiación de 3 proyectos del plan nacional de I+D+i del MINECO (uno de ellos en curso) y 3 proyectos de infraestructuras, cofinanciados con fondos FEDER, 2 de ellos del MINECO y un tercero de la Junta de Andalucía. La financiación total adquirida asciende a unos 3 millones de euros. La línea de investigación fundamental tiene como objetivo bandera la conexión de 2 iones enfriados por láser y almacenados en microtrampas distintas, algo que aún no se ha conseguido en ningún laboratorio en el mundo. Una primera aplicación es para medir masas de elementos súper-pesados producidos en reacciones de fusión-evaporación a los que es difícil acceder debido a las bajas tasas de producción [Nature 463, 785-788 (2010), Science 337, 1207-1210 (2012)] y para lo que se están llevando a cabo diversos desarrollos en distintos laboratorios europeos [NIMB 317, 501-505 (2013)].

Pero el potencial del laboratorio es mayor, particularmente en el marco de las Tecnologías Cuánticas realizando experimentos con iones atrapados en trampas Paul (operativa hasta el límite Doppler) y Penning (buscando en la actualidad el enfriamiento en 7 Tesla). Son pocos los laboratorios en el mundo, donde se lleva a cabo laser cooling en trampas Penning (NIST-Boulder, Imperial College Londres, y GSI-Darmstadt). En los últimos años las publicaciones han sido de carácter técnico, mostrando los avances conseguidos en revistas como NIMB, Review of Scientific Instruments, o IJMS. Colaboramos con el grupo del Prof. M. Block (U. Mainz, portavoz de la instalación SHIPTRAP-Elementos súper-pesados) y con el grupo del Prof. E. Solano (Universidad del País Vasco, Bilbao, director del grupo QUTIS-Tecnologías Cuánticas).

Investigadores de la Unidad

En los últimos años las publicaciones han sido de carácter técnico, mostrando los avances conseguidos en revistas como NIMB, Review of Scientific Instruments, o IJMS.

Personal asociado al laboratorio TrapSensor

Daniel Rodríguez Rubiales

Investigador principal de la unidad

danielrodriguez@ugr.es

Researcher ID / ORCID

Sobre Daniel Rodríguez Rubiales

Daniel Rodríguez Rubiales es físico experimental y Profesor Titular del Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear de la Universidad de Granada desde mayo de 2012. Es un experto en el campo de las trampas de iones de todo tipo, que utiliza para llevar a cabo experimentos de precisión con un solo ion. Conoce distintas técnicas de enfriamiento de iones hasta temperaturas inferiores a un grado Kelvin en trampas magnéticas (Penning traps) y de radiofrecuencia (Paul traps), en lo que trabaja en la actualidad, con el fin de mejorar técnicas para hacer practicable determinados experimentos en el campo de la física nuclear y las interacciones fundamentales, además de preparar el camino para llegar al régimen cuántico del movimiento del ion, lo que permitiría realizar experimentos en el campo de la simulación cuántica.Además de su actividad docente en grado y máster, ha dirigido y dirige varios proyectos de investigación en la Universidad de Granada. Ha construido, dirigiendo estudiantes egresados mayormente de esta universidad, el único laboratorio de trampas de iones que existe en la actualidad en España (http://trapsensor.ugr.es). En la actualidad dirige un proyecto del plan nacional de I+D+i del MINECO (hasta diciembre de 2019) y es miembro del comité de la red de excelencia Red de Información y Tecnologías Cuánticas en España (RITCE) que se coordina desde el CSIC. Es coautor de 60 publicaciones en revistas indexadas (con proceso de revisión por pares), de las que se pueden destacar, por su índice de impacto, 5 Physical Review Letters, 1 Nature y 1 Science. En los últimos años su producción científica refleja los progresos y avances técnicos en la actividad de trampas de iones en Granada empezada desde cero. Desde 2011 ha dirigido 1 tesis doctoral, 7 trabajos fin de máster y 4 trabajos de fin de grado. Índice h=23 (según Researcher ID). Índice h=25 (según Google Scholar)

Javier Bañuelos Sánchez

Investigador garante

javierbs@ugr.es

Joaquín Berrocal Sánchez

Investigador garante

jberrocal@ugr.es

Francisco Domínguez González

Investigador garante

frandominguez@ugr.es

Jesús Javier Del Pozo Mellado

Investigador garante

jpozo@onsager.ugr.es

Principales contribuciones

Micro-Trampa iónica

Referencia bibliográfica de las principales publicaciones

J.M. Cornejo, A. Lorenzo, D. Renisch, M. Block, Ch. Düllmann, and D. Rodríguez, Status of the Project TRAPSENSOR: Performance of the laser-desorption ion source, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B 317, 522-527 (2013).
Daniel Rodríguez (invited by guest editors from the especial volume on “100 years of Mass Spectrometry” arising from the 100th anniversary of the first publication of Sir J.J. Thompson on Proceedings of Royal Society A89 (1913) 1-20), The Advanced Trapping facility MATS at FAIR, International Journal of Mass Spectrometry 349-350, 255-263 (2013).
J.M. Cornejo, M. Colombano, J. Doménech, M. Block, P. Delahaye and D. Rodríguez, Extending the applicability of an open-ring trap to perform experiments with a single laser-cooled ion, Review of Scientific Instruments 86, 103104 (2015).
J.M. Cornejo, M.J. Gutiérrez, E. Ruiz, A. Bautista-Salvador, C. Ospelkaus, S. Stahl, and D. Rodríguez, An optimized geometry for a micro Penning-trap mass spectrometer based on interconnected ions , International Journal of Mass Spectrometry 420, 22-30 (2016).
J.M. Cornejo, and D. Rodríguez, The preparation Penning trap for the TRAPSENSOR project with prospects for MATS at FAIR, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B, 376, 288 (2016)
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).

Proyectos y/o contratos más relevantes

Desarrollo para física nuclear fundamental y aplicaciones.

Entidad financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO)

Duración: 01/01/2016 hasta: 31/12/2019 Cuantía de la subvención: 213.444,00 €
High-Performance Mass Spectrometry Using a Quantum Sensor

Entidad financiadora: European Research Council (ERC) Starting Independent Researcher Grant.

Duración, desde: 01/11/2011 hasta: 31/07/2017 Cuantía de la subvención: 1.499.200,00 €
Desarrollos para experimentos de precisión con trampas de iones: física fundamental y aplicaciones

Entidad financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) código: FPA2012-32076

Duración, desde 01/01/2013 hasta 31/12/2015 Cuantía de la subvención: 208.143,00 €
Desarrollos para experimentos de precisión con trampas de iones: física fundamental y aplicaciones

Entidad financiadora: Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN)

Duración, desde: 01/01/2011 hasta: 31/12/2012 Cuantía de la subvención: 192.269,00 €
Láseres para ciencia de altas prestaciones

Entidad financiadora: Junta de Andalucía (infraestructuras)

Duración, desde: 25/01/2014 hasta: 24/01/2016 Cuantía de la subvención: 164.032,30 €