Optical pumping and population transfer of nuclear-spin states of caesium atoms in high magnetic fields

Nuclear-spin states of gaseous-state Cs atoms in the ground state are optically manipulated using a Ti:sapphire laser in a magnetic field of 1.516T, in which optical coupling of the nuclear-spin states is achieved through hyperfine interactions between electrons and nuclei. The steady-state population distribution in the hyperfine Zeeman sublevels of the ground state is detected by using a tunable diode laser. Furthermore, the state population transfer among the hyperfine Zeeman sublevels, which results from the collision-induced modification \delta a(\bm S \cdot \bm I) of the hyperfine interaction of Cs in the ground state due to stochastic collisions between Cs atoms and buffer-gas molecules, is studied at different buffer-gas pressures. The experimental results show that high-field optical pumping and the small change \delta a(\bm S \cdot \bm I) of the hyperfine interaction can strongly cause the state population transfer and spin-state interchange among the hyperfine Zeeman sublevels. The calculated results maybe explain the steady-state population in hyperfine Zeeman sublevels in terms of rates of optical-pumping, electron-spin flip, nuclear spin flip, and electron-nuclear spin flip-flop transitions among the hyperfine Zeeman sublevels of the ground state of Cs atoms. This method may be applied to the nuclear-spin-based solid-state quantum computation.     

Bruker AC-80核磁共振谱仪故障判断与排除

就Bruker公司AC-80核磁共振谱仪的一些常见故障做了分析和总结,并给出排除方案. 一方面,谱仪故障的及时排除能给科研节省宝贵的时间;另一方面,了解谱仪容易出故障的地方及做好相应对策,对于研究者自行对商用谱仪所不能达到创新性实验研究所要求部件进行改造、设计有着重要的意义.     

无直接耦合自旋之间的量子信息传递

核磁共振量子计算机在实现多量子位之间的信息传递时, 随着量子位的增多, 物理距离相距较远的量子位之间的耦合作用会很弱, 从而很难在没有耦合的量子位之间直接实现信息的传递. 然而根据量子超密编码原理和自旋交换操作, 可以在两个没有直接相互作用的自旋之间实现两位经典信息的传递. 根据量子超密编码和自旋交换操作的原理, 分析了无直接耦合自旋之间的量子信息传递的方法和过程, 并且在核磁共振模拟机和谱仪上实现.     

低场流动系统中超极化^129Xe气体辐射阻尼的研究

辐射阻尼现象通常只有在高磁场中，利用高分辨率谱仪，才能观测到液态，像水质子这样具有大自旋浓度的信号。但是我们在低场流动系统中，利用光泵自旋交换的方法，获得高度极化的^129Xe气体，从而使我们能观测到，流动系统下超极化^129Xe的气态辐射阻尼信号。     

高能νN“弹性”反应的中间玻色子效应

利用中间玻色子理论和Cabibbo的弱相互作用SU₃模型,求得了中微子-核子“弹性”反应ν₁+N→l+B的微分截面和终态粒子纵极化的解析表式,并对若干过程进行了数值计算。结果表明:对给定的一组形状因子,当中微子能量足够高时,在适当的出射角附近,轻子和超子的纵极化的中间玻色子效应相当明显;如实验数据足够精确,将极化与微分截面相结合。可估计中间玻色子质量,并给出形状因子的一些知识。还估计了ν_μ[Z,A]→μ^-+[Z+1,A]过程的μ^-纵极化的核效应和中微子能谱的影响。     

Cs原子D_1线在低压惰性气体中的压力增宽

使用频率可扫描的窄线宽半导体激光，通过共振吸收方法获得强磁场下Ｃｓ（６Ｓ_１／２→６Ｐ_１／２）在不同种类和不同压力的惰性气体中的吸收线型。利用Ｖｏｉｇｔ线型公式对不同的实验线型进行拟合，从而求得压力增宽系数。实验表明，在低于１．３３×１０￣４Ｐａ范围内，碰撞增宽与压力成线性关系。     

范德瓦耳斯分子K~(39)Xe~(129)中的自旋-转动对自旋交换耦合常数之比的确定

光泵的方法被用来确定K~(39)Xe~(129)范德瓦耳斯分子中的自旋-转动耦合常数对自旋交换耦合常数的比值X。详细地讨论了这些测量理论。 得到比值X=γN/α=4.8(1)。     

流动系统中的激光增强固体和液体129Xe核磁共振信号

在流动系统中,用半导体阵列激光器在低磁场下抽运Cs原子,由自旋交换碰撞产生极化的129Xe气体,在SY80M核磁共振谱仪中,冻成固体和液体后的极化度分别为216%和145%,和相同条件下未光泵的129Xe极化度相比,分别增强6000和5000倍.为将激光增强固体和液体129Xe用于量子计算提供了基础和可能.并对输运和相变过程中极化损失作了讨论 关键词： 光泵 激光极化 核磁共振信号 光和原子相互作用     

THE 82S1/2→62D EXCITATION TRANSFER OF RUBIDIUM ATOMS INDUCED BY COLLISIONS WITH GROUND-STATE RUBIDIUM AND HYDROGEN MOLECULES

The processes of excitation transfer from the 8²S_1/2 state to the 6²D state of rubidium in Rb(8²S_1/2)-Rb(5²S_1/2) and Rb(8²S_1/2)-H₂ collisions have been studied experimentally. During irradiating the Rb vapor, mixed with H₂, by two light beams for selective stepwise excitation, the Rb 8²S_1/2→5²P_3/2 direct fluorescence and the Rb 6²D_3/2→5²P_1/2 sensitized fluorescence have been measured as a function of H₂ gas pressure. The measurements yielded the cross-sections σ(8²S_1/2→6²D) and σ^*(8²S_1/2→6²D) of Rb 8²S_1/2→6²D excitation tranfer induced by collisions with 5²S_1/2 atom and H₂ molecules respectively. The results are discussed in detail.     

激光极化129Xe的生物磁共振成像研究进展

激光光抽运自旋交换方法能够极大地增强＾１２９Ｘｅ核自旋极化,其获得的非平衡极化度远远高于在相同磁场里玻尔兹曼平衡值。