碱金属-稀有气体共磁计中核极化的优化
原子物理
2023-08-24 v4 应用物理
摘要
自补偿共磁计采用自旋极化的碱金属与稀有气体（例如K-He）重叠样品，是用于超越标准模型的外来场以及高精度计量（如旋转传感）的有前景的传感器。当共磁计在所谓自补偿 regime 下工作时，源于碱金属价电子与稀有气体原子核之间接触相互作用的有效场被外加磁场补偿。当共磁计在给定磁场下开始工作时，自旋交换光泵浦在碱金属电子自旋极化与核自旋极化之间建立平衡。随后，当磁场调谐至补偿点时，自旋极化偏离平衡条件。这给长测量时间带来实际问题。我们报道一种用于补偿场闭环控制的新方法。该方法允许优化操作参数，尤其是磁场梯度，尽管系统具有固有的缓慢（数小时至数天）动力学。通过优化，实现了更高的稳定核极化、更长的弛豫时间以及更强的电子-核耦合，这有助于基于核自旋的量子存储器、自旋放大器和陀螺仪。优化后的传感器展现出与以往最佳共磁计相当的灵敏度，但稀有气体密度降低了四倍。这为基础和应科学中的应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2210.07687,
title = {Optimization of nuclear polarization in an alkali-noble gas comagnetometer},
author = {Emmanuel Klinger and Tianhao Liu and Mikhail Padniuk and Martin Engler and Thomas Kornack and Szymon Pustelny and Derek F. Jackson Kimball and Dmitry Budker and Arne Wickenbrock},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.07687},
year = {2023}
}