Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 32, Numéro C5, Octobre 1971
COLLOQUES D'EVIAN DE LA SOCIETE FRANCAISE DE PHYSIQUE
Page(s) C5a-213 - C5a-222
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1971531
COLLOQUES D'EVIAN DE LA SOCIETE FRANCAISE DE PHYSIQUE

J. Phys. Colloques 32 (1971) C5a-213-C5a-222

DOI: 10.1051/jphyscol:1971531

ÉTUDE DE SOLUTIONS SOLIDES 3He-4He PAR RÉSONANCE MAGNÉTIQUE NUCLÉAIRE

M. BERNIER and A. LANDESMAN

Service de Physique du Solide et de Résonance Magnétique Orme des Merisiers, BP n° 2, 91, Gif-sur-Yvette, France


Résumé
1) Le recouvrement des fonctions d'onde atomiques de deux atomes 3He et 4He proches voisins donne naissance à une fréquence de transposition 3He-4He par effet tunnel J' de l'ordre du MHz. Cet effet tunnel couple les degrés de liberté des impuretés 4He aux interactions d'échange de Pauli 3He-3He, elles-mêmes couplées aux interactions Zeeman par interaction dipolaire magnétique. 2) A basse température le processus de relaxation spin-réseau est un couplage des phonons aux impuretés 4He. On peut relier le temps de relaxation observé au temps de vie de diffusion Rayleigh des phonons lui-même déduit des mesures de conductibilité thermique. L'accord avec les résultats expérimentaux est satisfaisant. 3) On discute l'influence de la transposition isotopique sur la largeur de la raie de résonance et la possibilité de déterminer par ce biais la fréquence J'. 4) A la capacité calorifique spin-spin contribuent les transpositions isotopiques ainsi que les interactions atomiques entre isotopes d'espèces différentes. Ces interactions résultent de la différence des mouvements de point zéro et sont responsables de la ségrégation isotopique observée en dessous de 0,38 °K. Les mesures de relaxation permettent également une estimation de l'interaction atomique entre impuretés 4He en accord raisonnable avec les valeurs déduites de la ligne de ségrégation isotopique.


Abstract
1) A 4He atom can move through a 3He crystal by a tunnelling process of frequency J' of the order of a MHz. This motion couples the degrees of freedom of the impurities to the Pauli exchange and, via the magnetic dipole interactions, to the Zeeman interaction. 2) At low temperature the spin lattice relaxation is due to the coupling of the impurities with the phonons and is related to the Rayleigh life time of the phonons. The latter is obtained by analysis of thermal conductivity data. 3) The 3He-4He tunnelling contributes to the moments of the NMR line. This suggests an unambiguous determination of J' in crystals diluted in 3He. 4) The atomic interaction responsible of the phase separation also contributes to the spin-spin heat capacity. The analysis of spin lattice relaxation data yields a value for this atomic interaction which is in fair agreement with the value which fits the phase separation line.