Hertzian spectroscopy application to excited states in accelerated ion beams
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Description
It is shown that accelerated ion beams enables the application of optical hertzian spectrometry methods to be extended to research on the excited states of free ionic systems. The photon beat method has proved especially simple to apply in beam foil geometry because of the unidirectional beam velocity while the beam gas device is suitable for experiments of the energy level crossing type. Only the resonance technique involving direct application of high-frequency magnetic fields poses serious problems because of the high HF powers necessary. So far structure intervals have been measured in ions carrying up to three charges (seven in the special case of Lamb shift measurements) with a precision of a few percent. The interest of these structure studies in free ions is emphasized particularly. The study of hydrogen-like or helium-like ions of high Z allows the fundamental calculations of quantum electrodynamics to be checked with regard to the Lamb shift or the spontaneous emission theory. In more complex electronic systems, optical spectroscopy of accelerated ion beams gives wavelengths with a resolution reaching 10-5, lifetimes with an accuracy better than 10% when the cascade effects are properly studied, and Lande factors with a precision of several % under present technical conditions. The photon beat method concerns hyperfine nuclear effects in light atoms of Z<=20. Another line of research study the hyperfine structure of a given configuration in an isoelectronic sequence
Availability note (English)
MF available from INIS under the Report Number.Abstract (French)
On montre que l'emploi de faisceaux d'ions acceleres permet d'etendre l'application des methodes optiques de spectroscopie hertzienne a l'etude des etats excites des systemes ioniques libres. L'application de la methode de battement quantique s'est revelee particulierement simple dans la geometrie faisceau-feuille grace a la vitesse unidirectionnelle du faisceau. Quant au dispositif faisceau-gaz, il se prete bien aux experiences du type croisement de niveaux. Seule, la technique de resonance par application directe de champs magnetiques haute frequence pose de graves problemes par suite des fortes puissances HF qui doivent etre utilises. Les experiences realisees a ce jour ont permis de mesurer des intervalles de structure jusque dans les ions trois fois charges (sept fois charge dans le cas particulier des mesures de Lamb shift avec une precision de quelques pour cent. On insiste surtout sur l'interet de ces etudes de structure dans les ions libres. L'etude des ions hydrogenoides ou heliumoides de Z eleve permet de verifier les calculs fondamentaux de l'electrodynamique quantique en ce qui concerne le Lamb shift ou la theorie de l'emission spontanee. Dans les systemes electroniques plus complexes, la spectroscopie optique des faisceaux ions acceleres fournit des longueurs d'ondes (avec une resolution atteignant 10-5), des durees de vie (precision superieure a 10 % lorsque les effets de cascade sont correctement etudies) et aussi des facteurs de Lande avec une precision de quelques pour cent dans l'etat actuel des techniques. La methode de battement concernerait les effets nucleaires hyperfins dans les atomes legers Z<=20. Une autre voie de recherche consiste a etudier la structure hyperfine d'une configuration donnee, dans une sequence isoelectroniqueFiles
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- Original title (French)
- Application des methodes de spectroscopie hertzienne aux etats excites dans un faisceau d'ions acceleres
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 256 p.
- Report number
- FRNC-TH--556
INIS
- Country of Publication
- France
- Country of Input or Organization
- France
- INIS RN
- 7220783
- Subject category
- S74: ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis
- Descriptors DEI
- ACCELERATION; ELECTRONIC STRUCTURE; EXCITED STATES; HYPERFINE STRUCTURE; ION BEAMS; ION SPECTROSCOPY; LAMB SHIFT; MULTICHARGED IONS; RESOLUTION
- Descriptors DEC
- BEAMS; CHARGED PARTICLES; ENERGY LEVELS; IONS; SPECTRAL SHIFT; SPECTROSCOPY