Spin noise, decoherence and magnetic effects in alkali atoms and biomolecules

Abstract

Spin noise sets the limits in precision measurements involving spin polarized targets. In the first part of this thesis we study spin noise in alkali metal vapors. We use spin noise signals to measure the transverse relaxation rate of alkali vapors and for the creation of a quantum random number generator. In the second part of the thesis, motivated by the proposed radical ion pair mechanism for the explanation of animal magnetoreception, we study magnetic field effects in radical ion pairs. Specifically we study coherently excited radical pairs in the triplet manifold and the changes brought in this case relative to singlet excitation.

Ο θόρυβος σπιν θέτει τα όρια ακριβείας σε μετρήσεις σε σπιν-πολωμένους στόχους. Στο πρώτο μέρος αυτής της διατριβής μελετάμε το θόρυβο σπιν σε ατμούς αλκαλικών μετάλλων. Χρησιμοποιούμε σήματα θορύβου σπιν για τη μέτρηση του κάθετου ρυθμού αποσυμφωνίας του αλκαλικού ατμού και για τη δημιουργία μιας κβαντικής γεννήτριας τυχαίων αριθμών. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας, με κίνητρο τον μηχανισμό εξήγησης της μαγνητοαντίληψης σε διάφορα είδη ζώων μέσω ζευγών ριζικών ιόντων, μελετάμε μαγνητικά φαινόμενα σε τέτοια ζεύγη ριζικών ιόντων. Συγκεκριμένα μελετάμε ζεύγη ιόντων διεγερμένα σε triplet κατάσταση σπιν και τις διαφορές που υπάρχουν σε σχέση με τη singlet διέγερση.