Anisotropy of the nuclear magnetic relaxation times induced in solid 3He by modulation of the dipolar interactions

Abstract
Anisotropic nuclear relaxation times have been measured in solid 3He samples grown at constant pressure, in the Larmor frequency range 1.5 MHz-5 MHz and where the main relaxation mechanism is the modulation of the dipolar interaction by exchange or by motion of the vacancies. The second order calculation made by Harris for the exchange induced relaxation regime is extended to the regime where vacancy motion dominates. The theory is further refined by considering the fourth moment anisotropy effect on the spectral densities. This latter calculation yields a frequency dependent anisotropic contribution to T1 which agrees qualitatively with the data, unlike the simpler results by Harris.

Résumé
On présente des mesures de temps de relaxation magnétique nucléaire anisotropes dans des échantillons d'hélium trois solide fabriqués à pression constante, qui ont été réalisées aux fréquences de Larmor comprises entre 1,5 MHz et 5 MHz et lorsque le mécanisme dominant dans la relaxation est la modulation de l'interaction dipolaire par l'échange ou le mouvement des lacunes. Le calcul au second ordre fait par Harris dans le cas où la relaxation est dominée par l'échange est étendu au régime pour lequel c'est le mouvement des lacunes qui l'emporte. On complète ensuite la théorie en considérant l'effet de l'anisotropie du quatrième moment sur les densités spectrales. Ce calcul fait ressortir une contribution anisotrope à T1 qui est fonction de la fréquence de Larmor. Ce fait est en accord qualitatif avec nos mesures contrairement aux résultats plus simples obtenus par Harris.