2010 Fiscal Year Annual Research Report
スピン偏極の物理と応用計測のためのスピン偏極物質の探索と開発
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21340116
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
石川 潔 兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 准教授 (00212837)
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| Keywords | スピン偏極 / 精密計測 / アルカリ金属 / スピン流 / 表面 |
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| Research Abstract |
本研究は、スピン偏極物質を新規に開発し、従来からある偏極物質と総合的に併用することにより、スピンの物理(スピン相互作用、スピンダイナミクス、スピン状態操作)について調べるとともに、スピン偏極物質を使った評測注を開発することを目的とする。実験では、セシウム原子を単一モードレーザーで光ポンピングし、ガラス容器中に、気体原子による電子スピン流と核スピン流を発生させた。それらスピン流は、容器の壁に向かって角運動量をはこび、壁を構成する物質をスピン偏極する。スピン流の大きさは、壁をコートしているアルカリ塩(CsH, CsD, CsClなど)の核磁気共鳴(NMR)信号で検知した。本年度は、永久磁石(0.56T)と超伝導磁石(9.4T)を用いて、気体のスピン流や増大したNMR信号の大きさの磁場依存性について調べることができた。大きさ以外にも、静磁場が大きいと一般に、NMR信号の化学シフトが大きくなる。我々の実験で信号増大率が大きい場合、増大した信号の共鳴周波数は、熱平衡状態の信号と異なることも観測できた。このシフト情報から、近い将来、スピン注入に関わる相互作用や、スピン偏極した原子核のサイトなどを解明できると考えている。また、ポンピング光を強くすると、アルカリ塩の核スピン偏極率が非線形的に増大することもわかった。その増大率は数千倍にもなり、応用計測に向け一歩前進した。来年度への課題は、増大率が大きくなる原因を特定し、他の物質にも適用可能か確認することである。
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