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Pompage Optique et Échange de Métastabilité modifier

Le pompage optique et échange de métastabilité (POEM) est l'une des technique employée pour polariser les spin nucléaire de certain gaz, notamment l'Argon, l'isotope Hélium 4 et l'isotope Hélium 3.

Il s'agit d'utiliser une source optique, comme un laser, bien accordée à une longueur d'onde précise pour emmener une fractions des atomes du gaz à un niveau d'excitation donné. Ce pompage optique se fait de manière continue. Le pompage de certains atomes s'accompagne naturellement de plusieurs phénomènes d'échanges entre différents niveaux d'énergie impliquant d'autres atomes. Le pompage cause aussi la polarisation nucléaire d'atomes en même temps qu'elles sont à l'état excité. Après un temps relativement court, ces atomes se désexcitent vers un niveaux métastable (d'une durée de vie relativement très grande) plus bas. De là, ces atomes profiteront d'occasions de collision avec d'autres atomes se trouvant dans l'état fondamentale pour pouvoir échanger avec eux leur polarisations: c'est l'échange de métastabilité. Ainsi, la population d'atomes polarisés se trouvant à l'état fondamentale augmente au fur et à mesure du pompage optique jusqu'à atteindre une valeur stable.

Pour illustrer le phénomène, on peut considérer l'exemple du gaz d'Hélium 3: .......

ref: Nacher, courtade, Wolf

Catégorie:Optique quantique Catégorie:Laser