Dynamique RMN non linéaire et renversement temporel dans les mélanges d’3He-4He hyperpolarisés à basse température
Emmanuel Baudin (LKB)

Infos Complémentaires

Salle Dussane - 45 rue d’Ulm

Mercredi 22 septembre à 15h

Résumé :

En résonance magnétique nucléaire (RMN) dans un liquide fortement aimanté, la dynamique de précession de l’aimantation locale est influencée par l’interaction entre l’échantillon et la bobine d’une part (conduisant à l’amortissement cohérent), et par l’interaction dipolaire longue distance au sein de l’échantillon d’autre part, qui apportent une contribution non linéaire et non locale à l’équation de Bloch.

Ce travail porte sur l’étude et le contrôle des effets de ces couplages sur la précession de l’aimantation par RMN à bas champ (2,5 mT) dans les mélanges liquides d’3He-4He hyperpolarisé. L’évolution de l’aimantation y est dominée par l’effet de l’interaction dipolaire magnétique, dont l’intensité résulte du choix de la polarisation et de la fraction molaire d’3He de l’échantillon.

Les principaux résultats de ce travail sont :
- la réalisation d’un dispositif de suppression ou d’amplification de l’amortissement cohérent.
- l’observation d’échos de signal dans un liquide dominé par les interactions dipolaires distantes à l’aide d’une séquence provenant de la RMN du solide : le sandwich magique, qui renverse temporellement l’effet de ces interactions.
- l’obtention de la stabilisation dynamique de la précession transverse instable grâce à une séquence de sandwich magique répété. Le temps de vie
du signal peut ainsi être augmenté de 3 ordres de grandeur.
- la conception de nouvelles séquences composites RMN destinées à mieux
maitriser les effets de l’interaction dipolaire.

Les outils développés au cours de ce travail devraient permettre un meilleur
contrôle de la dynamique RMN dans les systèmes liquides et solides où les effets
dipolaires jouent un rôle notable.

Abstract :

In a highly polarised sample, spin dynamics is directly in
uenced by interactions between the sample and the coil (resulting in radiation damping) and by
the magnetic field produced by the distributed magnetisation ; both couplings
bring non-linear and non-local contributions to the Bloch equation.

This work deals with the NMR study at low field (2.5 mT) of some effects of
these couplings on the precession of magnetization in hyperpolarized 3He-4He
liquid mixtures. In this system, the evolution of the magnetization is dominated
by the effect of the magnetic dipolar interaction which scales with the chosen
3He molar fraction and the achieved polarisation.

The main results of this work are :
- The realisation of a device to enhance or suppress the radiation damping
effect.
- The observation of echo signals in a liquid dominated by distant dipolar
interactions using a sequence from solid state NMR : the magic sandwich
which produces a time-reversal evolution of the magnetisation when evolution is dominated by the effects of dipolar couplings.
- The dynamic stabilization of unstable transverse precession using a repeated magic sandwich pulse sequence. The lifetime of the signal can
thus be increased by 3 orders of magnitude.
- The design of new composite NMR pulse sequences to better control dipolar interactions.

The tools developed in this work should allow better control of NMR dynamics in liquid and solid samples where the dipolar effects play a signi-cant
role.

Salle Dussane - 45 rue d’Ulm