Étude d'une méthode de mesure de durées de vie de niveaux excités d'ions utilisant le transfert d'orientation lors de collisions de Penning

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Abstract
Nous décrivons une méthode permettant de mesurer la durée de vie des niveaux d'énergie d'ions par transfert de cohérence dans une collision de Penning contre des atomes d'hélium dans le niveau 2 3S1 initialement orienté. Si l'on soumet les atomes d'hélium dans le niveau 23S 1 à une résonance magnétique, le champ R.F. fait apparaître une composante transversale du moment magnétique des atomes métastables d'hélium, qui précesse de façon cohérente à la pulsation ω du champ R.F. L'orientation transversale de l'hélium est partiellement transférée aux ions produits lors de la collision de Penning. Après la collision elle précesse à la pulsation de Larmor ω' 0 du niveau excité dans lequel l'ion a été porté. Le taux d'orientation stationnaire du niveau excité de l'ion dépend du déphasage moyen, pendant la durée de vie τ' de ce niveau, entre la précession de Larmor à la pulsation ω' 0 et la précession forcée de l'hélium. On détecte l'orientation en mesurant le taux de modulation de la lumière émise par les ions lors de la désexcitation radiative du niveau excité considéré. L'étude de la variation de ce taux, en fonction de la pulsation ω de la radiofréquence, permet de mesurer la durée de vie τ'