DIAMAGNETISM IN EXCITED STATES OF HYDROGEN

Résumé
Le spectre de l'atome d'hydrogène dans un champ magnétique a été l'objet d'une grande attention au cours de ces dernières années. Bien qu'aucun travail expérimental n'ait été réalisé sur l'hydrogène, l'approche théorique a permis de révéler les aspects essentiels du spectre pour des valeurs de l'énergie inférieures de quelques unités de la fréquence cyclotron à l'énergie d'ionisation. Dans la limite des champs faibles, une structure de richesse inattendue a été mise en évidence à l'aide de traitements de perturbation basés sur la symétrie 0(4) de l'atome d'hydrogène. Quoique cette symétrie soit absente dans les atomes à plusieurs électrons, pour lesquels les données expérimentales existent, nous pensons que la théorie générale du diamagnétisme dans les états de Rydberg pourra, en définitive, être formulée dans un langage hydrogénoïde. Nous présentons ici une revue de la physique de base motivant cette hypothèse, les résultats expérimentaux et numériques qui l'appuient et les voies que cela suggère pour de futures investigations.

Abstract
The spectrum of high Rydberg states of atomic hydrogen in a magnetic field has received much attention in the last few years. Although no experimental work has been done, theoretical activity has elucidated major features of the spectrum ranging in energy up to a few cyclotron frequency units below the ionization threshold. In the weak field limit an unexpected richness of structure has been uncovered by perturbative treatments based on the 0(4) symmetry of hydrogen. Though this symmetry is absent in the more complex atoms for which experimental data is available, we believe that a comprehensive theory of Rydberg diamagnetism will ultimately be phrased in hydrogenic language. We review here the basic physics which motivates this hypothesis, the experimental and numerical results which substantiate it, and the opportunities it suggests for future investigations.