Polarization and two-photon spectroscopy of xenon for optical magnetometry
Notice bibliographique
Résumé
This dissertation presents work in the hyperpolarization of ¹²⁹Xe and in precision Xe spectroscopy using two-photon absorption. Both projects contribute to the development of optical magnetometry using ¹²⁹Xe. Motivating this work is the proposal for a new ¹²⁹Xe-based comagnetometer at TRIUMF for experiments searching for a permanent electric dipole moment of the neutron. In these proposed experiments ¹²⁹Xe will occupy the same experimental volume as ultracold neutrons and be used to measure drifts in an applied magnetic field. A scheme is described for optical magnetometry which involves the production of polarized ¹²⁹Xe followed by measurements using two-photon laser induced fluorescence as a probe. Spin exchange optical pumping is used to produce polarized ¹²⁹Xe, which is a necessary precursor for optical magnetometry. The first part of this dissertation presents the implementation and operation of a polarizer using a diode laser and a Xe-Rb-N₂-He mixture. We have achieved hyperpolarization of ¹²⁹Xe up to PXe ~ 5%, which is many times greater than the thermal equilibrium polarization. We measure the nuclear magnetic resonance signal from polarized ¹²⁹Xe using a low-field detection apparatus, and compare the signal with predictions based on a rate equation model. Efforts to optimize the degree of polarization in the present apparatus are described, as well as purification of Xe gas through freezeout. The second part of this dissertation presents precision spectroscopy on natural abundance Xe using a narrow linewidth laser. The two-photon transition studied here ( 5p⁵(²P₃/₂)6p²[3/2]₂ ← 5p⁶ (¹S₀)) is suitable to probe the ground state ¹²⁹Xe polarization for optical magnetometry. We present the implementation of a CW laser source with narrow linewidth followed by the excitation of Xe two-photon absorption in a resonant cavity. We measure and report hyperfine constants and isotope shifts from the observed laser induced fluorescence spectra. From the observed signal to noise ratio we estimate a magnetometric sensitivity based on this detection scheme over a range of Xe pressures. Results from this two-photon absorption measurement are essential in the determination of parameters for final implementation in the nEDM experiment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».