我那典型(?)的AMO實驗物理實驗室生活

因為日常當中,生活與研究彷彿有所積累、但是又總覺得不是什麼大事,故動筆動力一直不足,直到Roland學長通過博士答辯,才覺得地值得整理成為文章.
先說個之前想到說明我機遇的爛梗:為何我不是到美國而是到新加坡呢?或許因為自己執念太深,一直想去US、結果反覆思考N遍之後,就到了NUS (哈哈). 明明沒有重溫鋼之鍊金術師卻仍舊受其名言影響:給予和願望相對應的絕望就是所謂的真理 ! 當然CQT給我的合約和星國的生活都讓人滿意到沒有問題,不過人總是會不斷地為自己的境遇和遭遇提出解釋吧.

學術方面我先說整體的大方向,這樣就比較容易理解吞噬光陰的瑣碎細節到底是所謂何事.簡單來說,實驗室方面的問題目前都卡在沒有相對應的元件,目前可以做的事是優化現有紅外線和紅光的光路.
為了要進行的離子井實驗,首先要有trap和真空腔本身,和新的真空和蒸鍍部分博後已經完成了,我也接手他allign laser beam的工作(藍光雷射群已經完成,紅光和紅外線仍需要調整,Raman雷射則是要系統完成後會再加上去),接下來便有幾個目標要分頭進行才能完成離子井的建設(主實驗的第二代trap).首先是回饋系統(feedbaco control loop or PID),基於輸入微波訊號的共振腔非常非常敏感,目標是讓他的電壓波動小於10^-5V,在這個過程中溫度控制和隔離都非常重要,前者的TEC元件訂單新加坡剛好缺貨,還要等好幾個禮拜(哭哭),後者則是這個月已經拿到機械工廠根據設計圖做出的小盒子,看到我設計的物品化為實體時心情真是高興!不過這個路線必須等到控溫元件來才可以走下去了.
接下來則是做出離子阱的成像系統,所以的實驗數據基本上都是源自於你打一道測量光進去,有反應是在spin up state 、沒反應就在spin down state,之後怎麼理論解釋和繪圖都是後話了,博後也已經做好並測試了整套成像系統,問題在於相機有雜訊、並且相機camera和光電倍增管PMT的切換仍舊是手動的(相當原始呵呵),因為我們懷疑相機的雜訊是源自低品質的附贈電源供應器,而它很快應驗了我們的懷疑:喪失功能##於是我別無選擇只能自己花幾天做一個power supply,拿起電路板看看說明書、把相對應大小的塑膠盒子鑽洞、把相對應的電線銲接上去並且絕緣(因為相機是關乎實驗成像的核心系統、他的供電系統不能不穩或跳電),把所有的東西組裝好,相機插電開始運作的時刻也是蠻感動的(雜訊問題解決).自動化PMT和相機切換的目標分成幾個部分,首先是去機械工廠幫金屬版鑽洞(只能成功不能失敗,否則之後還要想辦法把透光的部分都封住),為的是放馬達的電源和訊號源,然後把馬達底座調了到四十五度角 ,讓其剛好在camera 和 PMT角平分線上.問題是在於實驗室沒有相對應的分光鏡,試過幾個有機會的都是不符目標,因此自動化成像控制的路徑便暫時停在上網找目標訂購下單的狀況.
最後則是和雷射相關的部分,雖說現在紅光與紅外線能夠和主實驗桌借來共用,但是雙方無法同時使用,基於之後會有兩個trap同時進行想個實驗(主實驗和新實驗),沒有選擇的我必須要構建出新的雷射(這應該是好幾個月的功夫),當然一個更尷尬的理由是,我在調整紅外線如何couple到次實驗桌的過程,有干擾到主實驗桌的微波穩定系統,切身體驗讓我覺得俄羅斯會被稱為戰鬥民族非常合理,當時覺得像熊依樣強壯的博後能把徒手我撕成兩半!!!基於實驗室手頭上沒有紅外線的laser diode,我和教授討論後,便死馬當活馬醫開始測試一顆沒標籤來路不明的diode,因為預設他是正常運作的,而一顆正常的laser diode是非常非常脆弱的,稍微的錯誤都會導致其喪失功能(例如手上的靜電),所以我仍必須全力以赴做好所有檢查步驟與防禦措施,花了兩週的時間,先把laser diode對應的電路版、連接線板焊接好,電源供應器修好(沒錯,電源供應器真的是實驗室一大問題來源),用LED登測試確定沒有問題後,最後確認那顆雷射diode真的是死的(顆顆,目前正處在老闆下單,等貨運過來的狀況.
這段時間實驗室最重要的事是Roland學長答辯論文成功,應該四月結束前他就在加拿大IQC上工了,他論文雖然核心都是三離子實驗,但是我仍舊從中學到了非常多關於理論的細節和實驗的建置,能夠用離子阱模擬黑洞蒸發更是一絕XD當然最重要的實驗仍舊是量子熱力學相關的實驗.執得一提的是,透過Roland我才知道至少有三四個人從CQT前往IQC工作(學術世界就這麼大).也獲得了一個有趣的消息,就是CQT和IQC都新聘了一對夫妻為兩個PI,真是個留住人的好方法,畢竟要同時找到兩份新工作能搬遷就很不容易了.

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帥氣的Roland正在說明YB171+的結構


另外比較值得一提的是UCSB/GOOGLE團隊在CQT給的演講,基本上是在團論他們如何做出可編程的超導量子晶片(媒體上提到的72位元晶片仍舊不是programmable),在QA時獎者坦率回答不能處理degenerate-state讓我印象深刻(就家磁場讓state變成可區分吧)
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聽了演講才知道CQT的理論組和UCSB/GOOGLE實驗組有密切合作

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