Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Log inSign up
Challenges
Datasets
Workspaces
Papers
Discussions
Leaderboard
Blog
Job Board
Q3AS

© 2026 Aqora Quantum S.A.S.

TermsPrivacyLegal Notice

Journal de physique

Étude théorique du déplacement des raies de résonance magnétique causé par la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance

A. Omont

Published Jan 1, 1965• 36 citations
Publisher

Abstract

On étend la théorie de la diffusion multiple de J. P. Barrat [5] en tenant compte de certains effets liés au temps de propagation du photon et à la dispersion anormale de la vapeur. Le premier effet tend à ralentir la précession de Larmor de l'aimantation de la vapeur ; le deuxième, calculé à partir des formules semi-classiques de la dispersion anormale, peut, dans certains cas, accélérer cette précession. Ceci entraîne un déplacement de la fréquence de résonance magnétique du niveau excité. Des effets des deux types ont été observés récemment dans des expériences de double résonance [7, 8] ; leur ordre de grandeur (10^-4 - 10^-6) et leur signe sont en accord avec les prévisions de la présente théorie.

DOI
10.1051/jphys:019650026010057600

Related papers

Effet de la dispersion anormale sur les signaux d'effet Hanle observés en diffusion vers l'arrière, sur le niveau 5 1P1 du cadmium

Michele Crance, A. Omont

Les signaux de croisement de niveaux sont visibles à des pressions de vapeur très élevées sur la lumière de résonance diffusée vers l'arrière dans toutes les directions par une vapeur. Au signal classique d'effet Hanle, lié à l'absorption « réelle )) des photons du centre de la raie de résonance, vient s'ajouter une contribution due à la polarisation rotatoire magnétique des photons quasi-résonnants des ailes de la raie, diffusés de façon appréciable aux pressions de vapeur élevées. On présente un calcul théorique du phénomène, assez voisin de celui de Lecler [4] pour la diffusion latérale, en insistant sur son interprétation. Comme la théorie le prévoit, les signaux d'effet Hanle du niveau 5 1P1 de Cd sont déformés pour des pressions de vapeur intermédiaires mais les déformations du signal observé en diffusion vers l'arrière disparaissent aux pressions très élevées.

Journal de physique•Jan 1, 1970•2 citations

Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance optique. Application au niveau 6 P1 du mercure. - I. Étude théorique. (1re partie)

J.P. Barrat

On étudie les effets de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique sur les résultats des mesures de durées de vie des niveaux atomiques excités. Dans ce premier article, on développe un formalisme permettant de tenir compte des effets du champ de rayonnement sur les états excités des atomes. On retrouve par cette méthode les résultats classiques concernant le cas d'un seul atome (diffusion simple). En l'appliquant au cas de 2 atomes, on trouve que les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités sont couplées par des coefficients qui correspondent physiquement au passage de l'excitation d'un atome à un autre par l'intermédiaire d'un photon optique (diffusion multiple).

Journal de physique•Jan 1, 1959•156 citations

Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance optique. Application au niveau 6 3P1 du mercure, III. Résultats expérimentaux

J.P. Barrat

Les résultats de la théorie développée dans deux publications précédentes ont été vérifiés expérimentalement dans le cas de la diffusion multiple des photons de la raie 2 537 Å (6 1S0 — 6 3P1) par les atomes de mercure. En particulier, le taux de polarisation de la lumière de résonance optiqùe et la durée de vie apparente ou durée de cohérence du niveau 6 3P1 ont été mesurés, dans le cas de l'excitation sélective d'un isotope pair ou de l'un des niveaux hyperfins des isotopes impairs, en fonction du nombre d'atomes par cm3 diffusant le rayonnement, pour des conditions géométriques déterminées. L'influence des conditions géométriques a été également étudiée, ainsi que la largeur et la forme des raies de résonance magnétique dans le cas de la diffusion double. Les résultats expérimentaux sont en général en bon accord avec les prévisions théoriques.

Journal de physique•Jan 1, 1959•75 citations

Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance optique. Application au niveau 6 3P1 du mercure. - II. Étude théorique. (2e partie)

J.P. Barrat

On applique au cas des M atomes d'une vapeur les résultats obtenus dans une publication précédente sur le problème de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique. On résoud les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités par approximations successives par rapport aux termes de couplage représentant la diffusion multiple. Des approximations d'ordre géométrique permettent de sommer les séries obtenues et d'exprimer les résultats en fonction d'un seul paramètre x ; x représente la probabilité pour qu'un photon émis par un des M atomes soit réabsorbé par un autre avant de sortir de la cellule à résonance. La durée de vie apparente du niveaux excité (« durée de cohérence »), le taux de polarisation de la lumière de résonance, le temps d'emprisonnement du rayonnement sont exprimés en fonction de x pour les différents sous-niveaux hyperfins des isotopes du mercure. On discute enfin les diverses approximations faites dans le calcul.

Journal de physique•Jan 1, 1959•88 citations

Largeur des raies de résonance magnétique de l'état 6 3P1 du mercure et diffusion multiple des photons 2 537 Å

J.P. Barrat

Les mesures par diverses méthodes (résonance magnétique ou dépolarisation magnétique) de la durée de vie τ du niveau 6 3P1 du mercure conduisent en réalité à une « durée de cohérence » T plus longue que τ, tendant vers τ aux très basses pressions de vapeur. Ce phénomène est dû à la diffusion multiple des photons de résonance optique par les atomes de mercure. Celle-ci se produit de façon indépendante pour chaque composante hyperfine de la raie 2 537 Å ; elle est responsable également de la dépolarisation de la raie de résonance optique quand la pression de vapeur augmente. La théorie permet de prévoir des relations entre la durée de cohérence et le taux de polarisation pour une composante hyperfine d'un isotope déterminé, ou entre les durées de cohérence relative. aux différentes composantes hyperfines. Elle donne aussi la forme théorique des raies de résonance magnétique dans le cas où on isole les photons diffusés deux fois par les atomes de mercure. Les résultats expérimentaux sont en accord satisfaisant avec les prévisions théoriques.

Journal de physique•Jan 1, 1958•6 citations

Résonances dans des champs oscillants successifs

Norman F. Ramsey

On décrit une méthode générale de calcul de la forme des raies de résonance dans différents cas, en se bornant à des applications aux résonances magnétiques de jets moléculaires. bien que la technique employée s'étende aux expériences de résonance en général. Avec cette méthode, la distribution des vitesses, l'intensité du champ magnétique uniforme, les amplitudes et les phases du champ oscillant peuvent varier arbitrairement le long du trajet des molécules : jusqu'à neuf fréquences perturbant une combinaison quelconque de trois niveaux d'énergie peuvent être présentes. Les résultats obtenus montrent les formes et les distorsions de la résonance observée dans différentes conditions (2, 3, 4 et une infinité de champs oscillants successifs). La forme de la résonance a été calculée pour le cas où les atomes émergent au hasard d'un réservoir placé entre les deux champs oscillants. L'effet de l'application lente du champ oscillant a été calculé ainsi que l'influence de la différence d'amplitudes des deux champs oscillants de la méthode des champs oscillants séparés. La distorsion des résonances par une légère différence de fréquence entre les deux fréquences successives sera mise en évidence à la fois théoriquement et expérimentalement. La présence d'un 3e niveau peut déformer la résonance dans certains cas. Enfin seront montrés les effets de la non uniformité des champs magnétiques et des variations de phase du champ oscillant.

Journal de physique•Jan 1, 1958•11 citations
On étend la théorie de la diffusion multiple de J. P. Barrat [5] en tenant compte de certains effets liés au temps de propagation du photon et à la dispersion anormale de la vapeur. Le premier effet tend à ralentir la précession de Larmor de l'aimantation de la vapeur ; le deuxième, calculé à partir des formules semi-classiques de la dispersion anormale, peut, dans certains cas, accélérer cette précession. Ceci entraîne un déplacement de la fréquence de résonance magnétique du niveau excité. Des effets des deux types ont été observés récemment dans des expériences de double résonance [7, 8] ; leur ordre de grandeur (10^-4 - 10^-6) et leur signe sont en accord avec les prévisions de la présente théorie.
Les signaux de croisement de niveaux sont visibles à des pressions de vapeur très élevées sur la lumière de résonance diffusée vers l'arrière dans toutes les directions par une vapeur. Au signal classique d'effet Hanle, lié à l'absorption « réelle )) des photons du centre de la raie de résonance, vient s'ajouter une contribution due à la polarisation rotatoire magnétique des photons quasi-résonnants des ailes de la raie, diffusés de façon appréciable aux pressions de vapeur élevées. On présente un calcul théorique du phénomène, assez voisin de celui de Lecler [4] pour la diffusion latérale, en insistant sur son interprétation. Comme la théorie le prévoit, les signaux d'effet Hanle du niveau 5 1P1 de Cd sont déformés pour des pressions de vapeur intermédiaires mais les déformations du signal observé en diffusion vers l'arrière disparaissent aux pressions très élevées.
On étudie les effets de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique sur les résultats des mesures de durées de vie des niveaux atomiques excités. Dans ce premier article, on développe un formalisme permettant de tenir compte des effets du champ de rayonnement sur les états excités des atomes. On retrouve par cette méthode les résultats classiques concernant le cas d'un seul atome (diffusion simple). En l'appliquant au cas de 2 atomes, on trouve que les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités sont couplées par des coefficients qui correspondent physiquement au passage de l'excitation d'un atome à un autre par l'intermédiaire d'un photon optique (diffusion multiple).
Les résultats de la théorie développée dans deux publications précédentes ont été vérifiés expérimentalement dans le cas de la diffusion multiple des photons de la raie 2 537 Å (6 1S0 — 6 3P1) par les atomes de mercure. En particulier, le taux de polarisation de la lumière de résonance optiqùe et la durée de vie apparente ou durée de cohérence du niveau 6 3P1 ont été mesurés, dans le cas de l'excitation sélective d'un isotope pair ou de l'un des niveaux hyperfins des isotopes impairs, en fonction du nombre d'atomes par cm3 diffusant le rayonnement, pour des conditions géométriques déterminées. L'influence des conditions géométriques a été également étudiée, ainsi que la largeur et la forme des raies de résonance magnétique dans le cas de la diffusion double. Les résultats expérimentaux sont en général en bon accord avec les prévisions théoriques.
On applique au cas des M atomes d'une vapeur les résultats obtenus dans une publication précédente sur le problème de la diffusion multiple de la lumière de résonance optique. On résoud les équations d'évolution des amplitudes de probabilité des états excités par approximations successives par rapport aux termes de couplage représentant la diffusion multiple. Des approximations d'ordre géométrique permettent de sommer les séries obtenues et d'exprimer les résultats en fonction d'un seul paramètre x ; x représente la probabilité pour qu'un photon émis par un des M atomes soit réabsorbé par un autre avant de sortir de la cellule à résonance. La durée de vie apparente du niveaux excité (« durée de cohérence »), le taux de polarisation de la lumière de résonance, le temps d'emprisonnement du rayonnement sont exprimés en fonction de x pour les différents sous-niveaux hyperfins des isotopes du mercure. On discute enfin les diverses approximations faites dans le calcul.
Les mesures par diverses méthodes (résonance magnétique ou dépolarisation magnétique) de la durée de vie τ du niveau 6 3P1 du mercure conduisent en réalité à une « durée de cohérence » T plus longue que τ, tendant vers τ aux très basses pressions de vapeur. Ce phénomène est dû à la diffusion multiple des photons de résonance optique par les atomes de mercure. Celle-ci se produit de façon indépendante pour chaque composante hyperfine de la raie 2 537 Å ; elle est responsable également de la dépolarisation de la raie de résonance optique quand la pression de vapeur augmente. La théorie permet de prévoir des relations entre la durée de cohérence et le taux de polarisation pour une composante hyperfine d'un isotope déterminé, ou entre les durées de cohérence relative. aux différentes composantes hyperfines. Elle donne aussi la forme théorique des raies de résonance magnétique dans le cas où on isole les photons diffusés deux fois par les atomes de mercure. Les résultats expérimentaux sont en accord satisfaisant avec les prévisions théoriques.
On décrit une méthode générale de calcul de la forme des raies de résonance dans différents cas, en se bornant à des applications aux résonances magnétiques de jets moléculaires. bien que la technique employée s'étende aux expériences de résonance en général. Avec cette méthode, la distribution des vitesses, l'intensité du champ magnétique uniforme, les amplitudes et les phases du champ oscillant peuvent varier arbitrairement le long du trajet des molécules : jusqu'à neuf fréquences perturbant une combinaison quelconque de trois niveaux d'énergie peuvent être présentes. Les résultats obtenus montrent les formes et les distorsions de la résonance observée dans différentes conditions (2, 3, 4 et une infinité de champs oscillants successifs). La forme de la résonance a été calculée pour le cas où les atomes émergent au hasard d'un réservoir placé entre les deux champs oscillants. L'effet de l'application lente du champ oscillant a été calculé ainsi que l'influence de la différence d'amplitudes des deux champs oscillants de la méthode des champs oscillants séparés. La distorsion des résonances par une légère différence de fréquence entre les deux fréquences successives sera mise en évidence à la fois théoriquement et expérimentalement. La présence d'un 3e niveau peut déformer la résonance dans certains cas. Enfin seront montrés les effets de la non uniformité des champs magnétiques et des variations de phase du champ oscillant.