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Journal de physique

Pompage optique des atomes métastables 199Hg(6 3P 0) en phase vapeur

B. Lahaye

Published Jan 1, 1974• 10 citations
Publisher

Abstract

La résonance magnétique des atomes métastables 6 3P0 de 199Hg, optiquement pompés en phase vapeur, a pu être observée en peuplant le niveau 6 3P0 par collisions entre atomes de mercure dans l'état 6 3P1 et molécules d'azote. La largeur des courbes de résonance a permis de déterminer le temps de relaxation de l'orientation de ces métastables en fonction de la pression d'azote et du nombre d'atomes de mercure par cm3.

DOI
10.1051/jphys:01974003507-8054100

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La résonance magnétique des atomes métastables 6 3P0 de 199Hg, optiquement pompés en phase vapeur, a pu être observée en peuplant le niveau 6 3P0 par collisions entre atomes de mercure dans l'état 6 3P1 et molécules d'azote. La largeur des courbes de résonance a permis de déterminer le temps de relaxation de l'orientation de ces métastables en fonction de la pression d'azote et du nombre d'atomes de mercure par cm3.
Dans une cellule à résonance contenant un mélange 198Hg, 199Hg et azote sous une pression de 2 torr, on excite les atomes 198Hg par la raie de résonance 2 537 Å (6 1S0-6 3P1). Par collisions contre les molécules d'azote, les atomes excités 198Hg sont transférés du niveau 6 3P 1 au niveau métastable 6 3P0. Les mesures d'absorption sur les composantes hyperfines de la raie 4 047 Å (6 3P0 -7 3S1) montrent une concentration importante d'atomes 199Hg dans le niveau 6 3P0. Ceci est dû aux collisions du type : [FORMULE] Les auteurs écrivent les équations qui rendent compte des processus existant dans la vapeur et montrent comment déduire des mesures d'absorption la section efficace relative au transfert de métastabilité : $$ Leur résultat expérimental est : σ20 = (60 ± 20) Å2.
Les atomes métastables Hg(6 3P0) sont créés dans un mélange mercure-azote, éclairé par une impulsion lumineuse à la longueur d'onde de résonance 253,7 nm et suivant le processus : Hg(6 3P1) + N2(X 1Σ g+, v = 0) → Hg(6 3P0) + N2(X 1Σ+g, v = 1). Dans la post-excitation la loi de décroissance de la concentration des atomes métastables dépend de la valeur du flux lumineux à l'excitation. Les phénomènes observés sont partiellement expliqués par (i) la présence de molécules d'azote dans le niveau vibrationnel v = 1 en concentration supérieure à sa valeur à l'équilibre thermique (ii) les collisions inélastiques : Hg(6 3P0) + Hg(6 3P0) → Hg(6 1S0) + Hg*, où Hg* désigne un atome de mercure dans un état très excité. Les sections efficaces d'excitation des niveaux 8 1S0, 8 3S 1, 6 1D2, 6 3D1, 6 3D2 et 6 3D3 ont été mesurées et valent respectivement 15, 9,12, 4,10 et 6 Å2.
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