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気体アルカリ金属原子の光ポンピングによる固体アルカリ塩の核スピン偏極

研究課題

研究課題/領域番号 19654062
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

石川 潔  兵庫県立大学, 大学院・物質理学研究科, 准教授 (00212837)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2008年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2007年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード光ポンピング / 偏極原子気体 / アルカリ塩 / スピン流 / 核磁気共鳴 / スピン注入
研究概要

本研究は、気体アルカリ金属原子を光ポンピングすることにより、固体のアルカリ塩の核スピンを偏極することを目的とした。その実現のためには、固体表面におけるスピン偏極移行の機構を知る必要があり、理論計算と実験により解明をめざした。実験でスピン相互作用を調べるためには、スピン間の結合とスピンの外部磁場との結合の大きさの関係を変化させるのが有効である。これまで磁場9.4Tと2.7Tで、CsHのCs核のNMR信号の増大を観測してきたが、さらに低磁場で観測するため永久磁石で0.56Tの磁場を発生させ、CsClとCsH塩のNMR計測をおこなった。前年度までに、CsCl,LiClなどのアルカリ塩で核スピン緩和時間などを測定し基礎データを取得したので、今年度は、気体原子の光ポンピングによるアルカリ塩のNMR信号の増大を試みた。実験してみると、0.56Tのような低磁場でもNMR信号が増大することわかった。さらに、信号増大の励起波長依存性を表すスペクトルを観測してみると、その形状に予想していなかった構造が表れ、偏極移行に関する情報が含まれていると推測される。理論計算では、光ポンピングされた気体源子が運ぶスピン流の大きさを評価した。今年度の実験条件である磁場0.56Tでは、スピン状態の混合によって複雑な光学遷移を引き起こし、D2線(波長852m)は変化に富む電子スピン流と核スピン流を誘起することがわかった。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Intrinsic Impurities in Glass Alkah-Vapor Cells2007

    • 著者名/発表者名
      B.Patton, K.Ishikawa, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 99

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spin Transfer from an Optically Pumped Alkali Vapor to a Solid2007

    • 著者名/発表者名
      K.Ishikawa, B.Patton, et. al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ガラス容器内の原子のスピンダイナミクス2009

    • 著者名/発表者名
      石川 潔
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      立教大学
    • 年月日
      2009-03-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Biomagnetic Fields in Small Animals by use of an Optical Pumping Atomic M2008

    • 著者名/発表者名
      田上周路
    • 学会等名
      Biomag 2008
    • 発表場所
      ロイトン札幌
    • 年月日
      2008-08-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Spin-Exchange optical Pumping of Alkali Salts2008

    • 著者名/発表者名
      Ben Olsen
    • 学会等名
      American Physical Society DAMOP meeting
    • 発表場所
      Penn State University, U. S. A.
    • 年月日
      2008-05-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] レーザー偏極アルカリ金属原子による固体の核スヒン偏極2007

    • 著者名/発表者名
      石川 潔
    • 学会等名
      磁気共嗚医学会,超偏極スタディーグループ依頼講演
    • 発表場所
      神戸ポートピアホテル
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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