Skip to content
Menu
CDhistory
CDhistory

OPTICKÉ ČERPÁNÍ

Posted on 19 listopadu, 2021 by admin
Optické čerpání spinovou výměnou (SEOP)

Optické čerpání Rb

Při použití metody optického čerpání spinovou výměnou (SEOP) zahrnuje polarizace plynu 3He tři kroky. Uvnitř skleněné cely je uzavřeno ~100 mg rubidia (Rb) a draslíku (K). Cela může být pod tlakem až 3 atm v závislosti na použití přístroje. Většinu plynu tvoří 3He, zatímco pouze malý objem (0,06-0,13 atm) tvoří N2. Kolem cely se udržuje rovnoměrné magnetické pole, aby se udržela polarizace.

Prvním krokem je polarizace rubidia (Rb) v plynné fázi. Jednoduchý diagram elektronového stavu pro nespárovaný valenční elektron Rb je uveden výše. Pomocí soustavy infračervených diodových laserů s vysokým výkonem (\(\lambda\) = 795 nm, specifické pro spektrum Rb) se úhlový moment z pravotočivě kruhově polarizovaného světla předává z fotonů na valenční elektrony Rb. Fotony, které mají spinový magnetický moment ms = +1, jsou absorbovány atomy Rb. Při zachování úhlového momentu hybnosti se excitované elektrony řídí výběrovým pravidlem \(\Delta\)mj= +1. Jediný povolený přechod je ze stavu mj = -½ do stavu mj = +½, protože elektrony jsou částice se spinem ½. Elektrony jsou excitovány ze základního stavu 5s½, mj = -½ orbital, do excitovaného stavu 5p½, mj = +½. Excitované elektrony jsou rovnoměrně rozděleny mezi spin +½ a -½ stavy orbitalu 5p prostřednictvím srážkového míchání. Z excitovaného stavu se elektrony radiativně rozpadají zpět do orbitalu 5s½, což je proces známý jako kolizní deexcitace, přičemž polovina se rozpadá do stavu mj = +½ a polovina se rozpadá do stavu mj = -½. Elektrony ve stavu mj = +½ zůstávají v tomto stavu ze dvou důvodů. Pravidla výběru brání dalšímu přechodu, kdy \(\Delta\)mj= +1. Kromě toho plyn N2 zakazuje emisi zářivých fotonů s mj= -1 z excitace elektronů v základním stavu mj = +½ do excitovaného stavu mj = -½. N2 má velký zhášecí absorpční průřez se schopností přenášet energii emitovanou z Rb do vlastního vibračního a rotačního pohybu. Místo toho laserové světlo znovu excituje elektrony, které se rozpadají do základního stavu mj = -½. Tento proces, známý jako depopulační čerpání, odstraňuje elektrony ze stavu mj = -½, aby zaplnily stav mj = +½ a polarizovaly Rb. Druhým krokem je polarizace draslíku (K). K tomuto procesu dochází prostřednictvím srážek spinové výměny atomů Rb s atomy K. V případě K jsou valenční elektrony excitovány ze základního stavu 4s½, orbital mj = -½, do excitovaného stavu 4p½, mj = +½. Tato interakce přenáší polarizaci Rb na K.

Přenos polarizace na 3He
Schéma Earl D. Babcock

Konečným krokem je polarizace jádra 3He jádrem K i Rb prostřednictvím hyperjemné interakce. Ačkoli se s atomy 3He srážejí atomy Rb i K, proces spinové výměny je účinnější pro srážky K-3He než pro srážky Rb-3He (schéma výše). Aby došlo ke spinové výměně, musí nespárované valenční elektrony proniknout elektronovým mrakem 3He a srazit se s jádrem. Postupem času se plyn 3He polarizuje. Vzhledem k nízké pravděpodobnosti spinové výměny je proces polarizace 3He velmi pomalý. Doba plné polarizace neboli „pump-up time“ může být řádově 1-2 dny. Doba čerpání je dána řadou faktorů a liší se buňku od buňky. Přestože je proces SEOP pomalý, je možné polarizovat buňky při vysokých (1-10 atm) i nízkých tlacích

.

Napsat komentář Zrušit odpověď na komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Nejnovější příspěvky

  • Acela je zpět:
  • OMIM záznam – # 608363 – CHROMOSOM 22q11.2 DUPLICATION SYNDROME
  • Rodiče Kate Albrechtové – více o jejím otci Chrisu Albrechtovi a matce Annie Albrechtové
  • Temple Fork Outfitters
  • Burr (román)

Archivy

  • Únor 2022
  • Leden 2022
  • Prosinec 2021
  • Listopad 2021
  • Říjen 2021
  • Září 2021
  • Srpen 2021
  • Červenec 2021
  • Červen 2021
  • Květen 2021
  • Duben 2021
  • DeutschDeutsch
  • NederlandsNederlands
  • SvenskaSvenska
  • DanskDansk
  • EspañolEspañol
  • FrançaisFrançais
  • PortuguêsPortuguês
  • ItalianoItaliano
  • RomânăRomână
  • PolskiPolski
  • ČeštinaČeština
  • MagyarMagyar
  • SuomiSuomi
  • 日本語日本語
©2022 CDhistory | Powered by WordPress & Superb Themes