液体ヘリウム3をダイナミックに核スピン偏極させる新しい方法の開発

• Project/Area Number: 16654036
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 岩田 高広 山形大学, 理学部, 助教授 (70211761)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 浩司 山形大学, 学術情報基盤センター, 助教授 (80241727)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: ヘリウム3 / 能動核変極 / TEMPO / ゼオライト / ゼノン / 能動核偏極

Research Abstract

本研究では、空孔を内包するポーラス状物質(シリカエアロジェル、ゼオライトなど)に不対電子を含む化合物をドープして、空孔に液体^3Heを満たし、マイクロ波を照射し、「能動核偏極」によって、^3He核をスピン偏極を引き起こすことを目的としている。本年度は、1)フリーラディカルをドープしたゼオライトへのヘリウム3の導入、およびそのヘリウム3に対するNMR信号の観測、および能動核偏極の試みを行った。
1)ヘリウム3の導入
ガラスエポキシでセルをつくり、フリーラディカルをドープしたゼオライトを入れ、1.5K程度まで冷却したが、リークの問題があった。特に、セルの周囲が超流動ヘリウムで満たされると、スーパーリークが発生した。これを克服するため、セルを別のプラスチックカプセルで覆い、エポキシ系接着剤で固め、改良型サンプルセルを作成した。
2)核磁気共鳴観測
改良型サンプルセルを冷却し、ヘリウム3を導入し、核磁気共鳴観測を試みたが、信号はイズに埋もれて見えなかった。サンプルセルの体積が少なすぎるの原因と思われる。
3)能動核偏極の実施
予備的にマイクロ波を入射し、ヘリウム3に対する能動核偏極を実施したが、それでも核磁気共鳴信号のエンハンスを捉えることができなかった。