光激發3He超極化氣體在梯度磁場中之核磁共振研究

Abstract

本篇論文藉由磁共振測量來了解光激發之光學腔之溫度、外加梯度磁場對於極化氣體物理特性的影響。此系統採用光學灌注的方法，加熱銣原子成蒸氣並激發銣原子氣體激化狀態，並且透過自旋交換耦合將3He超極化。光學灌注之光學腔採用硼矽酸鹽（Pyrex）玻璃製造並且可重覆填充，在腔內填入3He氣體、氮氣和少量銣金屬。我們研究超極化3He氣體在未加梯度磁場和施加Gz = 10～170 μT/m梯度磁場的作比較，發現當磁場梯度加大，極化率降低而NMR 線寬增寬、鬆弛變快，卻不影響3He與Rb的自旋交換率。再來改變光學腔溫度從145至190℃的環境下再和加入梯度磁場Gz = 100 μT/m分析各項物理特性，觀察溫度升高，3He 與Rb自旋交換率、極化率、 3He 鬆弛率變大，不影響NMR線寬。利用X-，Y-，Z-方向的梯度線圈提供梯度磁場，並改變梯度磁場方向，進行分析其頻譜並投影成像。所產生的圖形與我們圓柱型大致相符, 實心圓形不同部份推測可能是梯度磁場不均勻所致。