Badanie ewolucji mieszaniny gazów spolaryzowanych spinowo

This work consists of three main parts. The first part contains a general description of quantum sensors and briefly introduces two examples of them: atomic clocks and optical magnetometers. The second part is devoted to the description of the so-called comagnetometer, i.e. an optical magnetometer containing two different gases filling the same volume. This section describes the basics of the operation of this device and its properties, a method to obtain the polarization of the alkali atoms and noble gas used in the comagnetometer, as well as various relaxation channels of their polarization and some methods to eliminate relaxation processes. The third part presents the method of measuring the pumping and relaxation time of helium polarization, which is one of the gases used in the comagnetometer and the obtained results, which were used to prepare the comagnetometer to work as one of the sensors of GNOME (Global Network of Optical Magnetometers for Exotic physics search). An exemplary signal from a comagnetometer is presented at the end of this work.

Niniejsza praca składa się z trzech głównych części. Pierwsza część zawiera ogólny opis sensorów kwantowych oraz krótko przedstawia dwa ich przykłady: zegary atomowe oraz magnetometry optyczne. Druga część poświęcona jest opisowi tzw. komagnetometru, czyli magnetometru optycznego zawierającego dwa różne gazy wypełniające tę samą objętość. W części tej opisano podstawy działania tego urządzenia oraz jego własności, sposób uzyskania polaryzacji wykorzystywanych w komagnetometrze atomów alkalicznych i gazu szlachetnego oraz różne kanały relaksacji ich polaryzacji, a także niektóre metody eliminujące procesy relaksacyjne. W trzeciej części przedstawiono metodę pomiarową czasu pompowania i relaksacji polaryzacji helu będącego jednym z gazów używanych w komagnetometrze oraz uzyskane wyniki, które służyły do przygotowania komagnetometru do działania jako jednego z sensorów Globalnej Sieci Magnetometrów Optycznych do Poszukiwania Fizyki Egzotycznej (ang. GNOME - Global Network of Optical Magnetometersfor Exotic physics search). Na końcu pracy przedstawiono przykładowy sygnał z komagnetometru.