J. Physique Lett. 44, 523-529 (1983)
DOI: 10.1051/jphyslet:019830044013052300

Nuclear polarization through optical pumping of gaseous 3He below 1 K

M. Himbert, V. Lefevre-Seguin, P.J. Nacher, J. Dupont-Roc, M. Leduc et F. Laloë

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'ENS, 24, rue Lhomond, F-75005 Paris, France

Abstract
We have extended to temperatures below 1 K the optical pumping technique for polarizing the nuclei pf ground state 3He atoms in the gas phase. A superfluid 4He film covering the surface of the pyrex cell protected the 3He atoms from the rapid depolarization processes that would be experienced in the presence of bare pyrex walls. Relatively long relaxation times of order 103 s were observed at temperatures down to 500 mK, the lowest temperature accessible with the present apparatus.

Résumé
La méthode du pompage optique qui permet d'orienter nucléairement 3He gazeux a pu être étendue au domaine des températures en dessous de 1 K. L'utilisation d'un enduit superfluide de 4He couvrant la paroi interne de la cellule a permis de réduire très fortement la relaxation nucléaire intense qui serait produite par du pyrex nu. On obtient ainsi des temps de relaxation nucléaires relativement longs (Tr ≽ 103 s), même aux températures les plus basses accessibles dans l'expérience (T ≅ 500 mK).

PACS
3280B - Atomic level crossing, optical pumping, population inversion, stimulated emission.

Key words
helium atoms -- optical pumping -- nuclear polarisation -- gaseous sup 3 He -- ground state sup 3 He atoms -- superfluid sup 4 He film -- pyrex cell -- depolarization processes -- relaxation times