Set-up e caratterizzazione di un apparato di risonanza magnetica nucleare

Nuclear Magnetic resonance (NMR) spectroscopy is well known for its wealth of diverse coherent manipulations of spin dynamics, and in time its methods have been adapted to modern experiments in quantum information science to accomplish basic qubit operations. The clearest example of early connections to information theory is the spin echo method, where Hahn demonstrated that inhomogeneous interactions could be refocused to the extent that the phase of the nuclear spins retain information about the local field. In this thesis work, I have participated to the development of a pulsed NMR apparatus, learning about the techniques used to (i) to perturb the nuclei out of alignment with the field and (ii) to measure the small return signal as the misaligned nuclei precess in the field. I have studied the behaviour of hydrogen nuclei in glycerin, where the signal can be easily found and interpreted, by measuring the spin-spin relaxation time.

La spettroscopia a risonanza magnetica nucleare (NMR) è ben nota per la sua capacità di manipolazione della dinamica degli spin e nel tempo è stata adattata agli esperimenti moderni di informazione quantistica per compiere operazioni su quibit. L'esempio principale riguarda il fenomeno dello spin echo, in cui Hahn dimostrò che gli effetti delle interazioni non omogenee del campo magnetico possono essere nuovamente focalizzate per ottenere informazioni riguardanti la relativa disomogeneità. In questo lavoro di tesi, ho partecipato allo sviluppo di un apparato di risonanza magnetica nucleare ad impulsi per lo studio (i) della perturbazione dei nuclei dovuta a un campo magnetico esterno e (ii) alla misura del debole segnale dovuto alla differenza di fase tra i nuclei. Ho analizzato il comportamento degli atomi di idrogeno presenti nella glicerina, dove il risultato è facilmente ottenibile.