к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Оптическая ориентация парамагнитных атомов газа

Оптическая ориентация парамагнитных атомов газа - ориентация в определённом направлении угл. моментов (механических и связанных с ними магнитных) атомов (или ионов) под действием поляризованного по кругу оптич. излучения резонансной частоты. Открыта А. Кастлером (A. Kastler) в 1953. О. о. является частным случаем оптич. накачки - перевода вещества в неравновесное состояние в процессе поглощения им света.
При О. о. в отсутствие магн. поля угл. моменты атомов ориентируются по или против направления луча ориентирующего света в зависимости от знака круговой поляризации света, а также от сочетания величии угл. момента в основном (J0) и возбуждённом (J) состояниях атома. Возникает суммарный макроскопич. вектор ориентации. Величина О. о. в простейшем случае двух уровней характеризуется отношением разности населённости уровней к их сумме. При наличии магн. поля в системе сохраняется проекция вектора ориентации на направление вектора магн. индукции.
Если за время жизни возбуждённого состояния атом не подвергается столкновениям с переворотами угл. момента, то процесс ориентации можно рассматривать как следствие закона сохранения проекции угл. момента в системе атом - излучение: каждый фотон циркулярно полярпзов. света обладает проекцией угл. момента15018-89.jpg на направление своего распространения и, будучи поглощён, передаёт этот угл. момент возбуждённому атому - ориентирует его. Спонтанное испускание возвращает атом в осн. состояние, причём ориентация атома в среднем сохраняется (вследствие изотропности спонтанного испускания).
Если ориентация возбуждённых атомов устраняется в результате столкновений, то ориентация атомов в осн. состоянии может возникать за счёт различия вероятности возбуждения атомов, по-разному ориентированных относительно луча света. При этом ориентация совпадает со знаком поляризации света, если J015018-90.jpg J, и противоположна при J0 < J. Это приводит к зависимости знака и величины О. о. атомов от спектрального состава ориентирующего света. Так, атомы щелочных металлов в буферных газах (см. ниже) ориентируются двумя линиями гл. дублета (переходы J0 = 1/215018-91.jpgJ = 1/2 и J0 = 1/215018-92.jpgJ = 3/2) в противоположные стороны, а поэтому ориентация возникает лишь в меру различия интенсивностей этих линий.
Равновесное значение О. о. устанавливается в процессе конкуренции ориентирующего действия света, пропорц. произведению интенсивности света на вероятность поглощения, и процессов дезориентации при межатомных столкновениях и при столкновениях ориентиров. атомов со стенками сосуда. Для атомов, угл. момент к-рых имеет чисто спиновую природу (S-состояние), сечения дезориентирующих столкновений с частицами без спинового момента оказываются очень малыми (менее 10-20 см2 для инертных газов). На этом основано использование таких (т. н. буферных) газов, присутствие к-рых не разрушает ориентацию и одновременно увеличивает время диффузии атомов к стенке сосуда, где ориентация теряется.
Др. эффективное средство сохранения О. о. - за счёт снижения скорости релаксации, к-рое происходит при нанесении на стенки сосуда спец. покрытий с малой энергией адсорбции ориентируемых атомов (напр., парафины). Указанные методы позволяют достичь времён релаксации спина вплоть до 1 с. Для чисто ядерных парамагнетиков (атомы металлов второй группы, гелий 3Не) времена релаксации спина ядра могут быть ещё много выше. Длит. времена релаксации позволяют ориентировать атомы светом малой интенсивности, обычно < 10-3 Вт/см2.
Возникающая О. о. атомов наиб. эффективно детектируется по сопутствующей оптич. анизотропии вещества - по круговому дихроизму поглощения и люминесценции и по круговому двойному лучепреломлению.
Процесс О. о. атомов непосредственно применим к атомам щелочных металлов, металлов второй группы (Cd, Zn, Hg), к атомам инертных газов в метастабильных состояниях и к нек-рым др. С появлением перестраиваемых лазеров стало возможно ориентировать кроме атомов и молекулы, для к-рых характерны большие сечения разрушения ориентации. Мн. объекты, для к-рых прямая О. о. не осуществима по тем или иным причинам (атомы с линиями поглощения в недоступной спектральной области, ионы, свободные электроны), могут ориентироваться при столкновениях с непосредственно ориентируемыми атомами (спиновый обмен).
Техника О. о. атомов проста. Атомарный пар в прозрачной колбе с буферным газом (или буферным покрытием стенок) облучается светом газового разряда в парах того же элемента, к-рый подвергается ориентации. Ориентирующий свет перед облучением паров поляризуется и фильтруется по частоте. Постоянные и переменные магн. поля, налагаемые на рабочий объём, изменяют состояние ориентации, что фиксируется обычно с помощью фотодетектора, измеряющего интенсивность прошедшего света. Часто О. о. осуществляется в атомных пучках.
О. о. атомов вместе с оптич. детектированием состояния ориентации применяется прежде всего в магниторезонансных исследованиях [метод двойного радиооптического резонанса (ДРОР), см. Двойной резонанс]. По чувствительности, определяемой мин. концентрацией исследуемых частиц, ДРОР на много порядков превосходит обычные методы магн. резонанса и успешно конкурирует с методом молекулярных и атомных пучков, будучи технически несравненно более простым. Для исследования магн. резонанса возбуждённых атомов метод ДРОР является единственно возможным.
О. о. используется также в исследованиях радионуклидов. Для атомов, ядра к-рых обладают угл. моментом, О. о. электронной оболочки сопровождается ориентацией ядер, что обнаруживается по анизотропии вылета продуктов распада ядер. Этот эффект позволяет проводить измерения изотопических сдвигов и сверхтонкой структуры спектральных линий короткоживущих изотопов в исчезающе малых концентрациях (единицы атомов в 1 см3).
Техн. приложения О. о. атомов в основном связаны с измерениями величины магн. поля. Большие времена релаксации обеспечивают узость линий магн. резонанса (единицы Гц), что позволяет с большой точностью измерять их частоту и тем самым индукцию магн. поля. Магнитометры на этом принципе (квантовые магнитометры)используются для измерений полей геомагн. диапазона и ниже. Их гл. достоинство - очень высокая чувствительность (до 10-12 Тл/Гц), не зависящая от величины индукции измеряемого поля.
Для атомов, обладающих как электронным, так и ядерным угл. моментом, возможен особый вид О. о., при к-рой достигается взаимная ориентация ядерного и электронного угл. моментов с сохранением изотропности распределения суммарного угл. момента. Этот тип О. о. наз. сверхтонкой оптической накачкой и осуществляется неполяризованным и строго монохроматич. светом, возбуждающим атомы с одного из подуровней сверхтонкой структуры осн. состояния. Сверхтонкая накачка применяется в оптических стандартах частоты. Напр., в рубидиевых стандартах частоты в качестве эталонного используют переход 6834 МГц атомов 87Rb. Такие стандарты обеспечивают постоянство частоты в пределах до 10-11 от номинального значения, отличаясь простотой конструкции, малой ценой и габаритами.
О. о. является частным случаем анизотропии распределения проекций угл. момента в атомном ансамбле, возникающей под действием света. В общем случае такая анизотропия описывается тензором ранга 2J0 (статистич. тензор). Ориентации соответствует вектор, компоненты к-рого включаются в матрицу компонент тензора. Кроме ориентации вторым важнейшим типом анизотропии служит выстраивание ,описываемое тензором второго ранга. Выстраивание возможно при J015018-93.jpg 1.

Литература по оптической ориентации парамагнитных атомов газа

  1. Скроцкий Г. В., Изюмова Т. Г., Оптическая ориентация атомов и ее применения, "УФН", 1961, т. 73, с. 423;
  2. Дьяконов М. И. и др., Ориентация электронных спинов в полупроводниках, "УФН", 1971, т. 105, с. 772;
  3. Нарреr W., Optical pumping, "Rev. Mod. Phys.", 1972, v. 44, № 2, p. 169;
  4. Optical orientation, Amst. - [a. o.], 1984.

Е. Б. Александров

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 1011 раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров.
10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution