Étude expérimentale de la relaxation du rubidium en présence d'hélium

M. Aymar (1) , M.A. Bouchiat (1) , J. Brossel (1)

1 LSH-ENS - Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'ENS

On décrit une étude expérimentale de la relaxation, en présence d'hélium, d'atomes de Rb polarisés par pompage optique. Des isotopes enrichis de 87Rb, 85Rb, 4He et 3He ont été utilisés. Différentes causes possibles d'erreurs systématiques sont discutées. On observe que la relaxation de < Sz > est caractérisée par deux constantes de temps τ et τ' dont on a mesuré la variation en fonction de la pression p d'hélium (entre 16 et 700 torrs). A basse pression, τ et τ' sont associés aux deux premiers modes de diffusion des atomes vers la paroi totalement désorientante (paroi non enduite). On en déduit le coefficient de diffusion de Rb dans l'hélium à la pression atmosphérique et à 300 °K : D0(Rb-4He) = 0,42 ± 0,06 cm2/s, indépendant de l'isotope Rb et D0(Pb-3He)/D 0(Rb-4He) = 1,25 ± 0,1 et on interprète ces résultats. Aux fortes pressions, au contraire, τ et τ' sont approximativement les constantes de temps de la relaxation de < Sz > induite sous l'effet des chocs contre le gaz (une correction est apportée pour tenir compte de la relaxation sur la paroi après diffusion dans le gaz). On en déduit les sections efficaces σn(87Rb-He) = 0,47 × 10-24 cm2 et σn(85Rb-He) = 0,27 × 10-24 cm2 pour l'observable < Iz >, et σe(Rb-He) = 8,2 × 10-24 cm 2 pour l'observable < Qe >. L'identité des sections efficaces mesurées pour 4He et 3He est compatible avec l'hypothèse selon laquelle l'interaction désorientatrice prédominante est d'origine spin-orbite. L'effet du spin nucléaire de 3He est indécelable et donc plus faible qu'il n'était attendu théoriquement. La variation de σ n, quand on passe de 85Rb à 87Rb, est comprise, ainsi que l'identité de σe pour ces deux isotopes. Par contre, pour expliquer le rapport σn/σe, on est amené à faire certaines hypothèses sur la fonction de corrélation de l'interaction désorientatrice que nous ne savons pas justifier à ce stade sur le plan théorique. Pour élucider complètement le mécanisme de la relaxation du Rb en présence d'hélium, il apparaît que des mesures complémentaires sont nécessaires.

Mots clés: atomic collision processes; atoms; rubidium

Domaines: Articles anciens

M. Aymar, M.A. Bouchiat, J. Brossel. Étude expérimentale de la relaxation du rubidium en présence d'hélium. Journal de Physique, 1969, 30 (8-9), pp.619-629. ⟨10.1051/jphys:01969003008-9061900⟩. ⟨jpa-00206826⟩