Expérience de double résonance dans un jet atomique

Transitions that are not otherwise observable in an atomic beam flop-in apparatus have been observed by means of a double resonance technique. The method has been used to observe the ΔF = 0 transitions in 39K, and involves the use of three rf hairpins through which the beam passes in succession. The frequency of the rf in the first and third hairpins is adjusted to produce the transition (2, — 1) ←→ (1, — 1). If an atom enters the transition region in the state (2, — 1), it will go to (1, — 1) in the first hairpin and then back to (2, — 1) in the third. Thus a small signal will be seen at the detector. If the transition (1, — 1) ←→ (1, 0) is excited in the second hairpin, some of the atoms that have gone from (2, — 1) to (1, — 1) will go to (1,0) and will not go back to (2, — 1) in the third hairpin. An increase in detector reading will thus be seen when the transition (1, — 1) ←→ (1, 0) is excited. All of the possible ΔF = 0, Δ M = ±1 transitions have been observed in the case of 39K by choosing the proper ΔF = ± 1 transition. Certain precautions are necessary, however, to observe some of them. The transition (2, 0) ←→ (1, — 1) and (2, — 1) ←→ (1, 0) are an unresolved doublet. If these transitions are excited in the first and third hairpin, the transitions (2, 0) ←→ (2, — 1) or (1, — 1) ←→ (1, 0) cannot be observed when they are excited in the second hairpin. This is found to be generally true ; that whenever the ΔF = ± 1 transition involves both of the levels of the ΔF = 0 transitions, the latter cannot be observed. In order to observe these ΔF = 0 transitions, the ΔF = ± 1 transition (2, 0) ←→ (1, 0) must be excited in the first and third hairpins. Certain of the Δ F = 0 transitions form doublets, the components of which are separated by 2gIμ0H. It is hoped to use this technique to measure nuclear magnetic moments of radioactive nuclei.Des transitions qui ne sont pas observables par la méthode de résonance ordinaire des jets atomiques deviennent observables grâce à une technique de double résonance. La méthode a été utilisée pour observer les transitions Δ F = 0 dans 39K. Elle emploie trois circuits RF successifs sous forme d' « épingle à cheveux » qui sont traversés successivement par les atomes du jet. La fréquence RF commune du premier et du troisième circuit est ajustée de façon à provoquer la transition (2, — 1) ←→ (1, — 1). Si un atome entre dans la région de transition à l'état (2, — 1) il subira dans le premier circuit la transition vers (1, — 1) et dans le troisième circuit la transition inverse qui le ramènera vers (2, — 1). Le détecteur utilisant la méthode « flop-in » ne donnera qu'un signal faible. Si dans le deuxième circuit on excite la transition (1,—1) ←→ (1, 0) quelques-uns des atomes qui avaient subi la transition (2, — 1) → (1, — 1) dans le premier circuit, vont transiter maintenant vers (1, 0) et ne pourront pas retourner à l'état (2, — 1) dans le troisième circuit. On observera ainsi un accroissement du signal du détecteur en excitant la transition (1, -1) ←→ (1, 0). De cette manière on a pu détecter toutes les transitions possibles ΔF = 0, ΔM = ± 1 dans le cas du 39K en y associant la transition ΔF = ± 1 convenable. Mais il faut observer certaines précautions pour quelques-unes d'entre elles. Les transitions (2, 0) ←→ (1, — 1) et (2, — 1) ←→ (1, 0) forment un doublet non résolu. Si ces transitions sont excitées dans les régions I et III, les transitions (2, 0) ←→ (2, — 1) ou (1, — 1) ←→ (1, 0) ne peuvent pas être observées par excitation dans la région II. Ceci est général : dans tous les cas où la transition Δ F = ± 1 intéresse les deux niveaux bordant une transition ΔF = 0, cette dernière ne peut pas être observée. Pour pouvoir observer ces transitions ΔF = 0, il est nécessaire d'exciter la transition (2, 0) ←→ (1, 0) dans les régions I et III. Certaines des transitions Δ F = 0 forment des doublets d'intervalle 2gI μ0 H. On espère utiliser cette technique pour mesurer ainsi les moments nucléaires de noyaux radioactifs