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

J.P. Barrat

Published Jan 1, 1959• 75 citations
Publisher

Abstract

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.

DOI
10.1051/jphysrad:01959002007065700

Related papers

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

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

Durée de vie du niveau 61P1 du mercure. Étude de la diffusion multiple cohérente de la lumière de résonance optique à 1 850 Å

D. Lecler

Par dépolarisation magnétique (effet Hanle) de la lumière de résonance optique de la transition 61S0-61P 1 du mercure (1 850 Å), on mesure la durée de vie apparente (durée de cohérence) du niveau 61P1 en fonction de la densité d'atomes de mercure dans la cellule de résonance. On compare les résultats obtenus avec la théorie de la diffusion multiple cohérente. La limite de la durée de cohérence pour une densité d'atomes très faible égale à la durée de vie du niveau 61P1 du mercure est π = (1,36 ± 0,05) 10-9 s.

Journal de physique•Jan 1, 1968•11 citations

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

A. Omont

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.

Journal de physique•Jan 1, 1965•36 citations

Autoélargissement des courbes de croisement de niveaux observées en rétrodiffusion (niveau 6 3P1 du mercure).

B. Dodsworth, J. C. Gay, A. Omont

Etude théorique et expérimentale de la largeur des signaux Hanle observés sur la lumière diffusée vers l'arrière par une vapeur de mercure, pour des pressions comprises entre 10-3 et 1 torr. Les signaux sont élargis par les collisions résonnantes entre atomes de mercure, et par le déplacement des atomes excités qui provoque en particulier des collisions sur la paroi de la cellule ; l'effet de ce déplacement peut représenter 35 % de l'élargissement total observé ; il est très sensible à la fréquence du rayonnement d'excitation et à la concentration de l'isotope étudié ; nous en proposons une théorie dans un modèle simplifié. Les résultats de cette théorie combinés à ceux de la théorie des collisions résonnantes sont en très bon accord avec les observations des divers signaux Hanle obtenus pour plusieurs profils de la raie d'excitation et diverses concentrations de l'isotope étudié.

Journal de physique•Jan 1, 1972•6 citations
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 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).
Par dépolarisation magnétique (effet Hanle) de la lumière de résonance optique de la transition 61S0-61P 1 du mercure (1 850 Å), on mesure la durée de vie apparente (durée de cohérence) du niveau 61P1 en fonction de la densité d'atomes de mercure dans la cellule de résonance. On compare les résultats obtenus avec la théorie de la diffusion multiple cohérente. La limite de la durée de cohérence pour une densité d'atomes très faible égale à la durée de vie du niveau 61P1 du mercure est π = (1,36 ± 0,05) 10-9 s.
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.
Etude théorique et expérimentale de la largeur des signaux Hanle observés sur la lumière diffusée vers l'arrière par une vapeur de mercure, pour des pressions comprises entre 10-3 et 1 torr. Les signaux sont élargis par les collisions résonnantes entre atomes de mercure, et par le déplacement des atomes excités qui provoque en particulier des collisions sur la paroi de la cellule ; l'effet de ce déplacement peut représenter 35 % de l'élargissement total observé ; il est très sensible à la fréquence du rayonnement d'excitation et à la concentration de l'isotope étudié ; nous en proposons une théorie dans un modèle simplifié. Les résultats de cette théorie combinés à ceux de la théorie des collisions résonnantes sont en très bon accord avec les observations des divers signaux Hanle obtenus pour plusieurs profils de la raie d'excitation et diverses concentrations de l'isotope étudié.