氦-3极化原子的长相干时间、高极化率及高灵敏度检测方法研究

基本信息
批准号:61571018
项目类别:面上项目
资助金额:67.00
负责人:彭翔
学科分类:
依托单位:北京大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:公韦,吴腾,詹远志,黎文浩,林再盛,王海东
关键词:
量子计量原子陀螺仪磁共振成像原子磁力仪量子感知器
结项摘要

Polarized helium-3 atoms have the advantages of long coherence time and high polarization. However, in fact, light or magnetic field or gas cell materials decrease the key indicators, and there are the magnitude discrepancies between theory and experimental results. This project will develop the Metastability Exchange Optical Pumping (MEOP) model to analyze the light or magnetic-field or atomic/ molecular collisions effects on coherence time and polarization for polarized helium-3 atoms, and adopt the paramagnetic resonance theory to analyze the negative effects on coherence time from the transitional paramagnetic atoms or ions in gas cell materials, and adopt the density-functional model to analyze the positive effects on coherence time from coating materials on surface of gas cell. This physical mechanics researches can direct the manufacture of polarized helium-3 atom cells with long coherence time and high polarization. Furthermore, some common key technologies including adjusting laser linewidth and space modes and radio-frequency quantum detection are developed.

氦-3极化原子理论上具备长相干时间和高极化率优点,但实验发现光、磁场以及气室材料等会降低这两项关键指标,理论与实验有数量级差异。本项目将发展亚稳态与基态原子的自旋交换光泵(Metastability Exchange Optical Pumping , MEOP)理论模型综合分析光、磁场、气体原子或分子之间碰撞对极化原子相干时间和极化率影响;采用顺磁共振理论分析气室材料中过渡族顺磁性原子或离子对相干时间的负面影响;采用密度泛函模型 (density-functional model)分析气室内壁金属膜材料对相干时间的正面影响。这些物理机理研究可指导高极化率和长相干时间的氦-3原子气室的设计和制作,并发展利用激光线宽、空间模式调控原子极化和高灵敏度RF射频量子检测等关键技术。

项目摘要

本项目研究了氦原子亚稳态与基态的交换碰撞过程,从交变磁场引起的缀饰自旋效应,研究了亚稳态交换碰撞的传递效果,实验和理论证明了氦3原子的基态缀饰自旋效应可以相干传递到氦-3原子或氦-4原子的亚稳态,进一步,发现了由高阶原子极矩引起的二阶缀饰自旋效应。本项目利用光频移效应,发明了一种新的自稳定激光频率的原子磁力仪方案;也利用光频移产生的虚磁场效应,实现了一种新的无射频线圈全光氦原子磁力仪。为了检测氦原子磁共振微弱磁场信号,本项目发展了碱金属气室镀石蜡膜方法,解决因气壁与极化原子碰撞造成的退相干问题,并在镀石蜡膜的K-Rb混合泡中研究了不同种碱金属元素之间的自旋交换效应,该技术能够实现无功率依赖、无光频移的磁共振信号,在国际上第一次研制了窄线宽的镀膜混合原子气室。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像

DOI:10.11999/JEIT150995
发表时间:2016
2

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

生物炭用量对东北黑土理化性质和溶解有机质特性的影响

DOI:10.19336/j.cnki.trtb.2020112601
发表时间:2021
3

混采地震数据高效高精度分离处理方法研究进展

混采地震数据高效高精度分离处理方法研究进展

DOI:10.3969/j.issn.1000-1441.2020.05.004
发表时间:2020
4

不同分子分型乳腺癌的多模态超声特征和临床病理对照研究

不同分子分型乳腺癌的多模态超声特征和临床病理对照研究

DOI:10.3760/cma.j.cn131148-20190926-00591
发表时间:2020
5

黄土高原生物结皮形成过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

黄土高原生物结皮形成过程中土壤胞外酶活性及其化学计量变化特征

DOI:10.13866/j.azr.2022.02.13
发表时间:2022

彭翔的其他基金

批准号:61101081
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60775021
批准年份:2007
资助金额:33.00
项目类别:面上项目
批准号:69875013
批准年份:1998
资助金额:12.00
项目类别:面上项目
批准号:60472107
批准年份:2004
资助金额:23.00
项目类别:面上项目
批准号:60275012
批准年份:2002
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:51505421
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:69378020
批准年份:1993
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
批准号:51875525
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61377017
批准年份:2013
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:61171073
批准年份:2011
资助金额:63.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

氦原子和类氦离子体系动力学极化率的高精度计算与应用

批准号:11474319
批准年份:2014
负责人:唐丽艳
学科分类:A2106
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
2

Li原子和Li+离子极化率和超极化率的理论研究

批准号:10947101
批准年份:2009
负责人:康帅
学科分类:A25
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
3

高自旋极化率材料的探索

批准号:10374044
批准年份:2003
负责人:都有为
学科分类:A20
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
4

单原子在光阱中的极化率、超极化率精确计算及其在相干量子操控中的应用

批准号:11704212
批准年份:2017
负责人:杨佳恒
学科分类:A2106
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目