Méthodes expérimentales d'étude de la relaxation d'une vapeur alcaline orientée optiquement

Une nouvelle méthode optique d'étude de la relaxation d'une vapeur alcaline orientée optiquement est décrite : le faisceau lumineux pompant Fp (destiné à préparer le système atomique dans un état hors de l'équilibre de Boltzmann) est distinct du faisceau détecteur Fd. Les caractéristiques de Fd (polarisation, profil spectral) déterminent la nature de l'observable Q que la mesure de la lumière absorbée sur Fd permet d'étudier. Fd est allumé en permanence et est choisi suffisamment peu intense pour ne pas perturber l'évolution du système sous le seul effet de la relaxation : il permet d'observer directement la courbe de relaxation de < Q > lors de la coupure de FP. Cette méthode présente de grands avantages par rapport à celle utilisant la séquence de relaxation dans le noir de Franzen. Elle permet aussi de réaliser des expériences nouvelles. Nous décrivons sa mise en œuvre sur une vapeur de Rb pour l'étude de la relaxation de < Sz >, et de celle de < S.I > en présence ou en l'absence d'une polarisation électronique globale < Sz >. La relaxation de < S.I > en l'absence de < Sz > peut s'étudier de la même manière pour d'autres alcalins que Rb et pour des mélanges d'alcalins. Ceci permet de mesurer le rapport des sections efficaces d'échange de spin entre atomes alcalins sans avoir à connaître la valeur absolue des tensions de vapeur. En particulier, nos mesures indiquent que les sections efficaces 85Rb-Cs, 87Rb-Cs et Cs-Cs sont égales à la précision de nos déterminations.