通过亚稳态交换碰撞实现基态氦-3原子的光致频移与弛豫

亚稳态交换碰撞(MECs)是氦-3亚稳态交换光泵(MEOP)技术的核心机制,既能实现亚稳态与基态之间的极化转移,又可用于核磁共振的光学探测。自MEOP技术首次演示以来,基于MECs的光泵浦氦-3核磁强计不断演进,但该机制同时会引入核自旋进动的额外频移与弛豫,制约了磁强计的灵敏度。该工作发现光频移会引发氦-3核自旋新的频移与弛豫源,该效应源于MECs介导的光与核子自旋相互作用。研究人员建立了描述这种光诱导效应的理论模型,并阐明其在弱磁场条件下的重要性。通过实验验证了该效应,并系统研究了其与磁场强度、光强及波长等参数的依赖关系。该成果深化了对MEOP条件下氦-3自旋进动频移与弛豫机制的理解,实验揭示的MECs介导氦-3核自旋与光耦合现象,可能为若干理论方案提出的量子层面MECs辅助光学操控氦-3核自旋提供可行性依据。

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提交arXiv: 2025-11-03 07:56

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