Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 30, Numéro C1, Janvier 1969
COLLOQUE DE SPECTROSCOPIE ATOMIQUE
Page(s) C1-66 - C1-73
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1969122
COLLOQUE DE SPECTROSCOPIE ATOMIQUE

J. Phys. Colloques 30 (1969) C1-66-C1-73

DOI: 10.1051/jphyscol:1969122

HYPERFINE STRUCTURE INVESTIGATIONS IN Os I AND Eu II AND THE NUCLEAR QUADRUPOLE MOMENTS OF 189Os 151Eu AND 153Eu

G. GUTHÖHRLEIN1, G. HIMMEL2 and A. STEUDEL1

1  Institut für Experimentalphysik A der Technischen Universität, Hannover, Germany.
2  Institut für Experimentalphysik II, Ruhr-Universität, Bochum, Germany.


Résumé
On a étudié la structure hyperfine de onze raies du spectre d'arc de l'osmium et de quatre raies du spectre d'étincelle de l'europium en utilisant des échantillons enrichis isotopiquement dans des cathodes creuses refroidies à l'air liquide et un spectromètre Fabry-Perot à sortie digitalisée. Dans le cas de l'europium, on a utilisé un double Fabry-Perot. Comme les composantes hyperfines des deux spectres n'etaient que partiellement résolues, nous avons utilisé un calculateur pour résoudre les spectres. L'interprétation des structures hyperfines observées mène aux résultats suivants 1) Osmium. - Nous avons determiné pour l'isotope 189Os les valeurs de A et de B relatives aux niveaux 5 d6 6 s2 5D2, 5D 3, 5D4 et 5 d7 6 s 5F 5 (ou des combinaisons linéaires de ces constantes de couplage). Nous avons utilisé les valeurs mesurées de A pour contrôler les fonctions d'onde de Gluck, Bordarier, Bauche et Van Kleef, fonctions d'onde calculées en couplage intermédiaire en tenant compte de l'interaction de configuration entre d6 s2, d7 s et d8. L'accord entre valeurs calculées et observées de A est très satisfaisant. La valeur du moment quadrupolaire nucléaire déduit des valeurs de B observées, est : Q(189Os) = (0,91± 0,10) x 10-24 cm2. 2) Europium. - Nous avons mesuré pour les isotopes 151Eu et 153Eu, les valeurs de A et de B pour les niveaux 4 f7 6 p z 9P3, 9P4 et 9P5. Ces valeurs de A ont été utilisées conjointement avec celles relatives aux niveaux 4 f7 6 p z 7P3 et 7P4, pour vérifier les fonctions d'onde de Bordarier, Judd et Klapisch qui ont été calculées en couplage intermédiaire. On n'obtient un bon accord entre valeurs de A calculées et observées que si on utilise comme paramètre ajustable la partie à symétrie sphérique de l'opérateur d'interaction magnétique hyperfine de l'électron 6 p. Suivant Judd, ce paramètre tient compte de l'interaction de configuration entre 4 f7 6 p et 4 f6 5 d 6 s. Heureusement, ce mélange n'affecte pas l'interaction quadrupolaire. Les moments quadrupolaires peuvent donc être déduits des valeurs de B en utilisant les fonctions d'onde non perturbées : Q(151Eu) = (1,12 ± 0,07) x 10-24 cm2 et Q(153Eu) = (2,85 ± 0,18) x 10-24 cm2 Ces valeurs sont en excellent accord avec celles trouvées par Müller, Steudel et Walther (Z. Physik, 1965, 183, 303) dans le spectre d'arc de l'europium.


Abstract
The hyperfine structure of eleven lines of the arc spectrum of osmium and of four lines of the spark spectrum of europium was investigated using enriched isotope samples in liquid air cooled hollow cathodes and a digital recording Fabry-Perot-spectrometer. With europium a double-Fabry-Perot was used. As the hyperfine components in both spectra were only partially resolved the patterns were analysed by a computer. The interpretation of the observed hyperfine structures leads to the following results : 1) Osmium. - The A- and B-values of the levels 5 d6 6 s2 5D2, 5D3, 5D4 and 5 d7 6 s 5F5 or linear combinations of these coupling constants were determined for the isotope 189Os. The measured A-values were used to make a check on the eigenfunctions of Gluck, Bordarier, Bauche, and van Kleef, which have been calculated for intermediate coupling considering configuration interaction between d6 s2, d7 s and d8. The agreement between calculated and observed A-values turned out to be very satisfactory. The value of the nuclear quadrupole moment derived from the measured B-factors is : Q(189Os) = (0,91± 0,10) x 10-24 cm2. 2) Europium. - The A- and B-values of the levels 4 f7 6 p z 9P3, 9P4, and 9P5 were evaluated for the isotopes 151Eu and 153Eu. Together with the experimental A-values of the levels 4 f7 6p z 7P3 and z 7P4 the A-values were used to check the eigenfunctions of Bordarier, Judd, and Klapisch, which have been calculated for intermediate coupling. Good agreement between the calculated and observed A-values was reached only if the spherical-symmetric part of the magnetic hyperfine interaction operator of the 6 p-electron was used as a free parameter. According to Judd this parameter takes into account the configuration interaction between, 4 f7 6 p and 4 f6 5 d 6 s. Fortunately this mixing does not affect the quadrupole interaction. Therefore the quadrupole moments could be derived from the B-values using the unperturbed eigenfunctions : Q(151Eu) = (1.12 ± 0.07) x 10-24 cm2 and Q(153Eu) = (2,85 ± 0.18) x 10-24 cm2. The agreement of these values with the values found by Müller, Steudel, and Walther [Z. Physik, 1965, 183, 303] in the arc spectrum of europium is excellent.