J. Phys. France 49, 1-6 (1988)
DOI: 10.1051/jphys:019880049010100

Obtaining polarized liquid helium 3 from optically oriented gas

G. Tastevin, P.J. Nacher, L. Wiesenfeld, M. Leduc et F. Laloë

Laboratoire de Physique de 1'E.N.S, 24 rue Lhomond, 75005 Paris, France

Abstract
Spin polarized liquid helium three can be obtained by liquefaction of a gas polarized by laser optical pumping. We show that this method can lead to nuclear polarizations exceeding 40 % in a liquid at about 400 mK and almost zero pressure. The relaxation time of the orientation is a few minutes, comparable to the relaxation time of weakly polarized bulk liquid. The NMR signals given by the liquid are strongly shifted in frequency ; this provides a precise and convenient way to measure the polarization and to follow the motion of the liquid inside the experimental cell.

Résumé
Il est possible de produire de l'hélium trois liquide polarisé par liquefaction d'un gaz prealablement orienté par pompage optique. Nous avons de cette façon obtenu des polarisations nucléaires de plus de 40 % dans un liquide à ≈ 400 mK et pression presque nulle. Le temps de relaxation nucléaire est de quelques minutes, comparable au temps de relaxation en volume dans le liquide. Les signaux de RMN que donne le liquide sont fortement déplacés en fréquence, ce qui fournit une façon précise et commode de mesurer la polarisation nucléaire, et également de suivre le mouvement de liquide qui coule le long des parois de la cellule.

PACS
3280B - Level crossing and optical pumping.
6757 - Superfluid phase of liquid 3He.
6765 - Spin-polarized hydrogen and helium.

Key words
liquefaction of gases -- liquid helium 3 -- nuclear magnetic resonance -- nuclear polarisation in liquids and solids -- optical pumping