MAGNETIC RESONANCE STUDIES OF ATOMIC HYDROGEN GAS AT LOW TEMPERATURES

Résumé
En utilisant une décharge pulsée à basse température dans une cellule scellée contenant H₂ et ⁴He nous sommes parvenus à accumuler du gaz d'hydrogène atomique sous faible densité (~ 10¹² atomes par cm³) pour des durées de l'ordre d'une heure en champ magnétique nul et à T ≈ 1 K. Nous avons utilisé la résonance magnétique pulsée appliquée à la transition hyperfine à 1420 MHz pour étudier un certain nombre de propriétés du gaz telles que le taux de recombinaison H + H + ⁴He → H₂ + ⁴He, les taux de relaxation de l'hydrogène par échange de spin, le coefficient de diffusion de H dans le gaz de ⁴He et le déplacement de la fréquence hyperfine par le gaz tampon de ⁴He en fonction de la pression. Nous discutons ici l'utilisation des déplacements de la fréquence hyperfine comme sonde du potentiel H-He et comme moyen de déterminer l'énergie de liaison de l'atome H sur le liquide d'hélium.

Abstract
Using a pulsed low temperature discharge in a closed cell containing H₂ and ⁴He, we have been able to store a low density (~ 10¹² atoms/cc) gas of atomic hydrogen for periods of order one hour in zero magnetic field and T ≈ 1 K. Pulsed magnetic resonance at the 1420 MHz hyperfine transition has been used to study a number of the properties of the gas, including the recombination rate H + H + ⁴He → H₂ + ⁴He, the hydrogen spin-exchange relaxation rates, the diffusion coefficient of H in ⁴He gas and the pressure shift of the hyperfine frequency due to the ⁴He buffer gas. Here we discuss the application of hyperfine frequency shifts as a probe of the H-He potential, and as a means for determining the binding energy of H on liquid helium.