Skip to content
Menu
CDhistory
CDhistory

OPTICAL PUMPING

Posted on 19 listopada, 2021 by admin
Spin Exchange Optical Pumping (SEOP)

Optical Pumping Rb

Używając metody spin exchange optical pumping (SEOP), polaryzacja gazu 3He obejmuje trzy etapy. Wewnątrz szklanej celi znajduje się ~100 mg rubidu (Rb) i potasu (K). Cela może być pod ciśnieniem do 3 atm w zależności od zastosowania przyrządu. Większość gazu to 3He, podczas gdy tylko niewielka objętość (0.06-0.13 atm) to N2. Jednolite pole magnetyczne jest utrzymywane wokół celi w celu podtrzymania polaryzacji.

Pierwszym krokiem jest polaryzacja Rubidu (Rb) w fazie parowej. Prosty diagram stanu elektronowego dla niesparowanego elektronu walencyjnego Rb jest pokazany powyżej. Używając podczerwonego lasera diodowego o dużej mocy (długość fali = 795 nm, właściwa dla widma Rb), moment pędu z prawoskrętnie spolaryzowanego światła jest przekazywany z fotonów na elektrony walencyjne Rb. Fotony, które mają spinowy moment magnetyczny ms = +1, są absorbowane przez atomy Rb. Zgodnie z zasadą zachowania momentu pędu, wzbudzone elektrony postępują zgodnie z regułą selekcji: mj= +1. Jedynym dozwolonym przejściem jest przejście ze stanu mj = -½ do stanu mj = +½, ponieważ elektrony są cząstkami o spinie ½. Elektrony są wzbudzane ze stanu podstawowego 5s½, orbital mj = -½, do stanu wzbudzonego 5p½, mj = +½. Wzbudzone elektrony są równomiernie rozmieszczone pomiędzy stanami spinowymi +½ i -½ orbitalu 5p poprzez mieszanie zderzeniowe. Ze stanu wzbudzonego elektrony rozpadają się radiacyjnie z powrotem do orbitalu 5s½, w procesie znanym jako zderzeniowa deekscytacja, przy czym połowa rozpada się do stanu mj = +½, a połowa do stanu mj = -½. Elektrony w stanie mj = +½ pozostają w tym stanie z dwóch powodów. Reguły selekcji uniemożliwiają kolejne przejście, w którym ∗ delta ∗ mj= +1. Dodatkowo, gaz N2 uniemożliwia emisję fotonów o mj= -1 z wzbudzenia elektronów w stanie podstawowym mj = +½ do stanu wzbudzonego mj = -½. N2 ma duży tłumiący przekrój absorpcyjny ze zdolnością do przenoszenia energii emitowanej z Rb we własne ruchy wibracyjne i rotacyjne. Zamiast tego, światło lasera ponownie wzbudza elektrony, które rozpadają się do stanu podstawowego mj = -½. Proces ten, znany jako pompowanie depopulacyjne, usuwa elektrony ze stanu mj = -½ w celu wypełnienia stanu mj = +½, polaryzując Rb. Drugim etapem jest polaryzacja potasu (K). Proces ten zachodzi poprzez zderzenia spinowo-wymienne atomów Rb z atomami K. W przypadku K elektrony walencyjne są wzbudzane ze stanu podstawowego 4s½, mj = -½ orbitalu, do stanu wzbudzonego 4p½, mj = +½. Oddziaływanie to przenosi polaryzację Rb na K.

Polarization Transfer to 3He
Schematic by Earl D. Babcock

Ostatnim etapem jest polaryzacja jądra 3He zarówno przez K jak i Rb poprzez oddziaływania nadsubtelne. Chociaż zarówno atomy Rb jak i K zderzają się z atomami 3He, to proces wymiany spinowej jest bardziej wydajny w przypadku zderzeń K-3He niż Rb-3He (schemat powyżej). Aby nastąpiła wymiana spinowa, niesparowane elektrony walencyjne muszą przeniknąć przez chmurę elektronową 3He i zderzyć się z jądrem. Z czasem gaz 3He ulega polaryzacji. Ze względu na małe prawdopodobieństwo wymiany spinowej, proces polaryzacji 3He jest bardzo powolny. Czas pełnej polaryzacji lub „pump-up time” może być rzędu 1-2 dni. Czas pompowania jest zależny od wielu czynników i różni się w poszczególnych komorach. Chociaż proces SEOP jest powolny, możliwe jest spolaryzowanie komórek zarówno przy wysokich ciśnieniach (1-10 atm), jak i niskich.

.

Dodaj komentarz Anuluj pisanie odpowiedzi

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Ostatnie wpisy

  • Acela powraca: NYC lub Boston za 99 dolarów
  • OMIM Entry – # 608363 – CHROMOSOME 22q11.2 DUPLICATION SYNDROME
  • Rodzice Kate Albrecht – Dowiedz się więcej o jej ojcu Chrisie Albrechcie i matce Annie Albrecht
  • Temple Fork Outfitters
  • Burr (powieść)

Archiwa

  • luty 2022
  • styczeń 2022
  • grudzień 2021
  • listopad 2021
  • październik 2021
  • wrzesień 2021
  • sierpień 2021
  • lipiec 2021
  • czerwiec 2021
  • maj 2021
  • kwiecień 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