Вышедшие номера
Сдвиг частоты магнитного резонанса при столкновении атомов, обладающих электронными спинами S = 1
Картошкин В.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: victor.kart@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 30 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 11 сентября 2025 г.
Принята к печати: 12 сентября 2025 г.
Выставление онлайн: 5 декабря 2025 г.

Рассмотрены столкновения спин-поляризованных атомов, обладающих электронным спином S = 1, в ситуации, когда хотя бы один из них находится в возбужденном состоянии. Получены выражения для комплексных сечений спинового обмена, сопровождающегося ионизацией, в том числе выражения для сечений сдвига частоты магнитного резонанса, составляющих мнимую часть комплексного сечения спинового обмена. На примере двух метастабильных атомов гелия в 23S1-состоянии рассчитаны энергетические и температурные зависимости сечений сдвига частоты. Установлено влияние сечения сдвига в случае изотопа 4He только на выстраивание, причем это влияние имеет место только при интерференции амплитуд упругого рассеяния на синглетном и квинтетном термах квазимолекулы He2. Показано, что процесс ионизации, протекающий одновременно со спиновым обменом, существенно влияет на величины сдвигов частоты магнитного резонанса в смеси изотопов гелия. Установлено, что величины сдвигов частоты, обусловленные спиновым обменом, соизмеримы со сдвигами частоты магнитного резонанса вызванными обменом метастабильностью между атомами гелия в метастабильном и основном состояниях. Ключевые слова: атомные столкновения, поляризованные атомы, поперечные сечения, сдвиги частоты магнитного резонанса.
  1. H. Shang, S. Zou, H. Zhang, J. Fang. Adv. Quant. Technol., 7, 2300301 (2024). DOI: 10.1002/qute.202300301
  2. W.B. Cairncross, J.T. Zhang, L.R.B. Picard, Y. Yu, K. Wang, K.-K. Ni. Phys. Rev. Lett., 126, 123402 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.123402 Medline
  3. M.M. Hawamdeh, A.S. Sandouqa, B.R. Joudeh, O.T. Al-Obeidat, H.B. Ghassib. Eur. Phys. J. Plus., 137 (9), 1025 (2022). DOI: 10.1140/epjp/s13360-022-03244-y
  4. W. Xiao, T. Wu, X. Peng, H. Guo. Phys. Rev. A., 103, 043116 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevA.103.043116
  5. M. Dikopoltsev, U. Levy, O. Katz. Phys. Rev. A., 111 (3), 032602 (2025). DOI: 10.1103/PhysRevA.111.032602
  6. V.A. Kartoshkin, G.V. Klementiev. В кн. L.A. Becker (ed.) Helium: Characteristics, Compounds, and Applications (Nova Science Publishers, Inc., 2011), p. 103
  7. V. Kartoshkin. Mediterranean J. Chem., 12 (2), 164 (2022). DOI: 10.13171/mjc02210071641kartoshkin
  8. В.А. Картошкин, Г.В. Клементьев. Опт. и спектр., 80 (4), 608 (1996). [V.A. Kartoshkin, G.V. Klement'ev. Opt. Spectr., 80 (4), 545 (1996).]
  9. А.А. Радциг, Б.М. Смирнов Справочник по атомной и молекулярной физике (Атомиздат, М.,1980), с. 240
  10. E. Wigner. Gotting. Nachr., 4, 375 (1927)
  11. H. Nakamura. J. Phys. Soc. Jpn., 26, 1473 (1969)
  12. W.H. Miller. J. Chem. Phys., 52, 3563 (1970)
  13. N.F. Mott, H.S.W. Massey. The Theory of Atomic Collisions (3rd ed., Clarendon Press, Oxford: 1965), p. 858
  14. M.W. Miiller, A. Merz, M.-W. Ruf, H. Hotop, W. Meyer, M. Movre. Z. Phys. D, 21, 89 (1991)
  15. Р.А. Житников, В.А. Картошкин, Г.В. Клементьев. ЖЭТФ, 73 (5), 912 (1977). [R.A. Zhitnikov, V.A. Kartoshkin, G.V. Klement'ev. JETP, 46 (5), 12 (1977).]
  16. J.-M. Badier, D. Schwartz, Ch.-G. B?nar, Kh. Kanzari, S. Daligault, R. Romain, S. Mitryukovskiy, W. Fourcault, V. Josselin, M. Le Prado, J. Jung, A. Palacios-Laloy, C. Romain, F. Bartolomei, E. Labyt, F. Bonini. ENEURO, 10 (12), 0222 (2023). DOI: 10.1523/ENEURO.0222-23.2023
  17. G. Lieb, T. Jager, A. Palacios-Laloy. Rev. Sci. Instrum., 90, 075104 (2019). DOI: 10.1063/1.5093533
  18. G. Bevilacqua, E. Breschi. Phys. Rev. A, 89, 062507 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevA.89.062507
  19. T. Wu, X. Peng, Z. Lin, H. Guo. Rev. Sci. Instrum., 86, 103105 (2015). DOI: 10.1063/1.4932528
  20. B. Wang, X. Peng, H. Wang, W. Xiao, H. Guo. Sensors, 22 (11), 4184 (2022). DOI: 10.3390/s22114184