HAL Id: jpa-00234668
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Submitted on 1 Jan 1952
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Gréation optique d’une inégalité de population entre les
sous-niveaux Zeeman de l’état fondamental des atomes
Jean Brossel, Alfred Kastler, Jacques Winter
To cite this version:
Jean Brossel, Alfred Kastler, Jacques Winter. Gréation optique d’une inégalité de population entre les
sous-niveaux Zeeman de l’état fondamental des atomes. J. Phys. Radium, 1952, 13 (12), pp.668-668.
�10.1051/jphysrad:019520013012066800�. �jpa-00234668�
668.
LETTRES
A
LA
RÉDACTION
GRÉATION OPTIQUE
D’UNEINÉGALITÉ
DE POPULATION ENTRE LES SOUS-NIVEAUX ZEEMANDE
L’ÉTAT
FONDAMENTAL DES ATOMES Par JeanBROSSEL,
Alfred KASTLERet
Jacques WINTER,
Laboratoire de Physique,École Normale Supérieure.
LE JOURNAL DE PHYSIQUE ET LE RADIUM. TOME
1~~
DÉCEMBRE19~~,
PAGEL’un de nous
[1]
asuggéré
undispositif
de «pom-page
optique », permettant
de créer uneinégalité
de
population
entre les sous-niveaux Zeeman de l’état fondamental des atomes.-Le cas
envisagé
était celui d’une transitionF,
à
F2
=-. 2
· Unchamp
magnétique sépare
la raie2 en
quatre
composantes
(mF1 -+ mF2 :
-(- I -+ - I)
2 2et I
-+ 1)
ayant
lapolarisation
n,( - I
- 1 )
ayant
2 2 2 2la
polarisation
circulaire droite 6+ et2
2-+ - 1 )
ayant
2 la
polarisation
circulairegauche
7-.Une excitation
optique
7+, enlève des atomes à l’état fondamental( 2013 ~ )
pour lesporter
à l’étatexcité
(-i- 2
Lors de la réémissionspontanée,
deux2
raies sont émises :
( 1 -+ - 1
)
et(1
-+ 1 ).
· Si bien,2 2 2 / 2 2 /
qu’une
fraction seulement des atomes excités revientau sous-niveau
fondamental (- 1),
le reste étanttransféré en
+
2L’accumulation des atomes dans ce dernier état
peut
sepoursuivre
indéfiniment et l’onpeut
s’attendreà obtenir ainsi des
proportions
considérables d’atomes orientés.L’expérience
fut tentée sur la vapeur de mercure- pression
de vapeur saturante à 0° C - par J. Brossel et F. Bitter[2],
et aucune orientation neput
être détectée.Les collisions entre atomes et contre les
parois
sont des causespossibles
dedésorientation;
mais,
dans unjet
atomique,
leurimportance
est réduiteau minimum.
L’expérience
vient donc d’êtrereprise
sur unjet
atomique
de sodium. Elle a donné un résultatpositif,
comme il est décritci-après.
Le
jet
était éclairé en O"t sur 20 cm delong
(la
source lumineuse étant une
lampe Philips
SO650).
Lechamp magnétique,
d’unequinzaine
de gauss, étaitperpendiculaire
à la direction depropagation
dujet
etparallèle
à la directiond’illumination c+1.
Cette cxcitationpréliminaire crt
avait pour butde provoquer l’orientation des
atomes,
comme il estexpliqué plus
haut.La détection de l’orientation s’effectuait de la manière suivante :
Après
avoirpassé
la zone d’excitation les atomes arrivaient dans une zone d’excitation 7~.Dans le cas où les sous-niveaux
-~ I
de l’état2 2
fondamental ont même
population,
l’excitation créeun nombre
égal
d’atomes dans les,sous-niveaux
excités- 1
et+ 1;
et,
lorsque
les atomes retombent2 2
à l’état
fondamental,
les deux raies c+2 et cr2 appa-raissent avec la même intensité.Si,
aucontraire,
les sous-niveaux+ ~
de l’état fondamental2 2
ont des
populations inégales,
l’excitation est suivie d’une réémission où lescomposantes
crt et 0"2 ont des intensités différentes.L’expérience
consiste à mesurer l’intensitécrt
(ou
émise à la suite de l’excitation de détection T,en l’absence et en
présence
de l’excitationpréa-lable On trouve que l’excitation
préalable
?~provoque une
augmentation
deG~
et unediminu-tion
(égale)
de 0"2", lerapport
étant de l’ordre de 16 pour I00.
L’existence du
spin
nucléaire du sodium nechange
rien auprincipe
de la méthode décriteplus
haut.Dans les
champs
faiblesutilisés,
les effets observéscorrespondent
à uneinégalité
depopulation
entre les sous-niveaux mF de l’état fondamental. Desfacteurs
importants
peuvent
êtregagnés
sur6.1 cr +
en utilisant des
excitations 7-,
Iplus
intenses et surde
plus longs
parcours. Il semble donc que le pro-cédé décritici, permettra
d’obtenir des tauxd’orien-,
tation
appréciables
des atomes. Ces résultats sont àrapprocher
de ceux obtenus par Rabi[3]
en lumièretotale.
Manuscrit reçu le 4 octobre 1952. [1] KASTLER A. - J.
Physique Rad., 1960, 11, 255; Physica, 1951, 17, 191.
[21 BITTER F. et BROSSEL J. - Phys. Rev., 1952, 85, 1051.
[3] RABI I. I. -
Phys. Rev.; ~ 1952, 87, 379.
