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.
- H. Shang, S. Zou, H. Zhang, J. Fang. Adv. Quant. Technol., 7, 2300301 (2024). DOI: 10.1002/qute.202300301
- 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
- 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
- W. Xiao, T. Wu, X. Peng, H. Guo. Phys. Rev. A., 103, 043116 (2021). DOI: 10.1103/PhysRevA.103.043116
- M. Dikopoltsev, U. Levy, O. Katz. Phys. Rev. A., 111 (3), 032602 (2025). DOI: 10.1103/PhysRevA.111.032602
- V.A. Kartoshkin, G.V. Klementiev. В кн. L.A. Becker (ed.) Helium: Characteristics, Compounds, and Applications (Nova Science Publishers, Inc., 2011), p. 103
- V. Kartoshkin. Mediterranean J. Chem., 12 (2), 164 (2022). DOI: 10.13171/mjc02210071641kartoshkin
- 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).]
- А.А. Радциг, Б.М. Смирнов Справочник по атомной и молекулярной физике (Атомиздат, М.,1980), с. 240
- E. Wigner. Gotting. Nachr., 4, 375 (1927)
- H. Nakamura. J. Phys. Soc. Jpn., 26, 1473 (1969)
- W.H. Miller. J. Chem. Phys., 52, 3563 (1970)
- N.F. Mott, H.S.W. Massey. The Theory of Atomic Collisions (3rd ed., Clarendon Press, Oxford: 1965), p. 858
- M.W. Miiller, A. Merz, M.-W. Ruf, H. Hotop, W. Meyer, M. Movre. Z. Phys. D, 21, 89 (1991)
- 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).]
- 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
- G. Lieb, T. Jager, A. Palacios-Laloy. Rev. Sci. Instrum., 90, 075104 (2019). DOI: 10.1063/1.5093533
- G. Bevilacqua, E. Breschi. Phys. Rev. A, 89, 062507 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevA.89.062507
- T. Wu, X. Peng, Z. Lin, H. Guo. Rev. Sci. Instrum., 86, 103105 (2015). DOI: 10.1063/1.4932528
- B. Wang, X. Peng, H. Wang, W. Xiao, H. Guo. Sensors, 22 (11), 4184 (2022). DOI: 10.3390/s22114184