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本研究では、Rb原子を利用したスピン交換光ポンピング法により希ガス原子の核スピンを偏極する。これまでの多くの研究によりスピン緩和時間を非常に長くすることができ、その結果、高偏極が得られるようになってきた。しかし、ポンピング容器の壁による緩和現象は不明な部分が多く、現在のところ偏極率は壁の状態に大きく左右される。そこで、壁による緩和と壁を覆っているRb金属の状態を詳しく調べるため、ガラス面上の薄膜Rb金属の高磁場NMR計測を行った。金属原子の共鳴周波数はKnightシフトするので、金属の状態、特に、核の位置における電子密度について知ることができる。この1年でわかったことは、Rb金属とガラスの化学反応が長期間継続し、金属表面の状態が経時変化していることである。今後は、反応生成物や金属表面電子密度とスピン緩和時間の関係について調べる予定である。本年度は、さらに、連続的に発生した偏極キセノン原子を一時的に蓄える手法を開発するため、エタノール溶液にキセノン原子を溶かし、溶液中の核スピンダイナミクスを調べた(発表論文参照)。溶媒だけでなく、容器の壁による核スピン緩和も詳細に調べた。スピン緩和時間の溶媒分子の同位体・粘性率依存性や、容器壁に塗布した有機分子の核スピンの影響を、磁場と温度を変えながら計測した。その結果、溶液中では電子スピンが関わる緩和は非常に小さく、ほとんどが、溶媒と壁に吸着した分子の核磁気モーメントによる緩和であることがわかった。
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