VADLEJCH, D. Výpočet průběhu potenciálů a simulace chování iontů vápníku v Paulově elektrické pasti [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.

Posudek vedoucího

Číp, Ondřej

V průběhu realizace bakalářské práce student postupoval v souladu se zadáním. Grafická úprava práce je optimální a vyjadřovací schopnosti studenta jsou rovněž odpovídající. Velmi kladně lze hodnotit zejména fakt, že student kromě odvození analytických vztahů a modelování průběhu elektrických potenciálů a k nim odpovídajícím parametrům Paulovy lineární pasti i provedl ověření dosažených výsledků experimentálním měřením. Získané poznatky pomohly na řešitelském pracovišti v Ústavu přístrojové techniky AV ČR nasměrovat další postup výzkumu laserového chlazení, což zásadní přínos práce studenta. Při realizaci práce student postupoval zcela samostatně. Vlastní text bakalářské práce nebylo nutné zásadně korigovat, neboť, jak zvolená struktura, tak i věcná náplň textu je velice dobře srozumitelná. Závěrem lze konstatovat, že student splnil zadání bakalářské práce a nad rámec tohoto zadání i provedl experimentální měření parametrů Paulovy lineární pasti, které jsou ve vysoké shodě s výsledky analytických výpočtů a simulací dosažených studentem. V průběhu řešení bakalářské práce student prokázal vysoký stupeň odbornosti. Doporučuji proto předloženou práci k obhajobě.

Posudek oponenta

Oral,, Martin

Bakalářská práce Daniela Vadlejcha je věnována analýze lineární Paulovy kvadrupólové pasti a je rozdělena do tří celků: teoretického úvodu, numerické simulace a experimentu. Teoretická část (kromě zmínky o elektromagnetických Penningových pastech) shrnuje základní teorii o pohybu nabitých částic v Paulových pastech, tedy v elektrických polích na radiofrekvenčních kmitočtech (v řádu desítek MHz), a to ze dvou hledisek: jako řešení Mathieuovy rovnice, a skrze pseudopotenciálovou aproximaci. Uváženy jsou dva základní prakticky použitelné způsoby zapojení pasti -- symetrické a asymetrické. Pozornost je věnována rozboru mikropohybu ve směru hlavní osy pasti, který je pro experimentální pozorování nežádoucí. Další části práce ukazují, že nejde o ,,povinnou" teorii, jsou zde uvedeny důležité závěry s ohledem na navazující numerickou simulaci a experiment. Druhá část práce je o numerické simulaci dané Paulovy lineární pasti používané na Ústavu přístrojové techniky ČAV. Jde jednak simulaci elektrického pole pasti -- jeho stacionární i časově proměnné částí v kvazistatické aproximaci, a jednak o pohyb jednomocného vápníkového iontu s tomto poli. Obojí je provedeno v softwaru Comsol Multiphysics 4.2a (k datu publikace práce již zastaralé verze -- kvůli licenčním omezením). Je patrné autorovo porozumění používaným metodám v potřebné míře poučeného uživatele. Elektrické pole je zkoumáno včetně korekčních elektrod, které v případě reálné pasti mají kompenzovat nedokonalosti geometrie. Je proveden odhad přesnosti vypočteného rozložení potenciálu. Pohyb nabité částice je řešen v hamiltonovské formulaci přímo v radiofrekvenčním poli, tedy včetně mikropohybu, ale i v pseudopotenciálové aproximaci, která je vhodnější ke stanovení sekulárních frekvencí pohybu. Je zde základní srovnání souladu obou přístupů i analytických vztahů z první části. Stanovené frekvence sekulárního kmitavého pohybu jsou použity k určení efektivních geometrických parametrů kvadrupólového pole pomocí nelineární regrese včetně statistického odhadu intervalů spolehlivosti. Je dosaženo výborné shody regresního modelu a numericky vypočtených hodnot. Autorovi bych zde vytkl přílišnou stručnost při popisu zpracování numerického řešení pohybové rovnice v pseudopotenciálu a získání hodnot sekulárních frekvencí. Třetí část předkládá měření sekulární frekvence v osovém směru měřením absorpčního spektra z polohy postranních čar. Uvedený popis způsobu měření je stručný a je zřejmé, že jde spíš o doplňkovou část práce mající potvrdit nebo vyvrátit teoreticky a numericky předpovězené hodnoty. Při zpracování měření jsou ale vzaty do úvahy možné zdroje chyb měření, zejména hodnot napětí odečítaných přes laboratorní počítač (autor provedl základní graduaci pomocí nezávislého voltmetru se známou třídou přesnosti). Je dosaženo dobré shody s numericky modelovanou křivkou závislost sekulární frekvence na napětí na osových elektrodách pasti, byť mimo odhadnuté intervaly spolehlivosti naměřených hodnot s hladinou spolehlivosti 95 %. Je zde i diskuse možných zdrojů mírného nesouladu. Grafická úprava práce a sazba textu je výborné úrovni. Mírným nepohodlím při čtení práce může být nadužívání poznámek pod čarou. Práce je psána česky. Zejména v části práce o experimentu bych tedy raději viděl české termíny místo systematicky používaných anglických slov ,,sideband" a ,,carrier" (jejich uvedení v úvodní části kapitoly je však jistě namístě). Jde ale o kosmetickou nedokonalost, v práci jinak hodnotím jako jazykově zdařilou. Pan Vadlejch ve své bakalářské práci prokázal schopnost nastudovat potřebnou teorii v dané oblasti a zvládnout odpovídajících simulační softwarové nástroje a jejich tvůrčí využití k získání užitečných výsledků, které dokázal ověřit experimentem. Práce splňuje vytčené cíle. Závěry a zkušenosti získané autorem můžou být užitečné při provozování Paulovy pasti na Ústavu přístrojové techniky.

eVSKP id 109475