POLARIZATION OF STABLE AND RADIOACTIVE NOBLE GAS NUCLEI BY SPIN EXCHANGE WITH LASER PUMPED ALKALI ATOMS

Résumé
Les noyaux des gaz rares peuvent être fortement polarisés par échange de spin avec des vapeurs alcalines suffisamment denses et polarisées par pompage optique. Seule une faible fraction du moment angulaire de spin des atomes alcalins est transférée vers le spin nucléaire des atomes de gaz rare. La plus grande partie de ce moment disparaît dans le mouvement relatif de l'atome alcalin par rapport à l'atome de gaz rare. Pour les gaz rares lourds, la plus grande partie du transfert de moment angulaire a lieu dans la molécule de Van der Waals formée par le couple alcalin-gaz rare. L'efficacité de ce transfert est déterminée par le taux de formation et de destruction des molécules de Van der Waals dans le gaz ambiant. Nous avons développé des méthodes expérimentales de mesure de l'efficacité du transfert du spin. Des noyaux de gaz rares radioactifs ont été polarisés par ces méthodes et la polarisation a été détectée grâce à l'anisotropie des produits de la désintégration radioactive. Nous en avons déduit des valeurs très précises des moments magnétiques des noyaux radioactifs.

Abstract
The nuclei of noble gases can be strongly polarized by spin exchange with sufficiently dense optically pumped alkali vapors. Only a small fraction of the spin angular momentum of the alkali atoms is transferred to the nulcear spin of the noble gas. Most of the spin angular momentum is lost to translational angular momentum of the alkali and noble gas atoms about each other. For heavy noble gases most of the angular momentum transfer occurs in alkali-noble-gas van der Waals molecules. The transfer efficiency depends on the formation and breakup rates of the van der Waals molecules in the ambient gas. Experimental methods to measure the spin transfer efficiencies have been developed. Nuclei of radioactive noble gases have been polarized by these methods, and the polarization has been detected by observing the anisotropy of the radioactive decay products. Very precise measurements of the magnetic moments of the radioactive nuclei have been made.