J. Phys. France 44, 1-12 (1983)
DOI: 10.1051/jphys:019830044010100

Transport properties in a spin polarized gas, III

C. Lhuillier

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'Ecole Normale Supérieure, 24, rue Lhomond, 75231 Paris, France

Abstract
A complete quantum phase shift calculation of several transport coefficients in spin polarized quantum gases (3He, H↑ and D↑) has been carried out for temperatures ranging from 0.04 K to 10 K and nuclear polarizations M varying from 0 to 1. After a detailed analysis of the dynamical features of the collision, the various direct and exchange « cross sections » necessary to describe the collision between two spin-polarized atoms are studied Emphasis is then placed on some particle-indistinguishability consequences that could be seen in 3He or H↑ systems, such as the strong M dependence of the heat capacity, a mode coupling between heat capacity and longitudinal spin diffusion and the oscillatory character of the evolution of the transverse components of M.

Résumé
Les coefficients de transport des gaz quantiques polarisés (3He, H↑ et D↑) ont été calculés dans le domaine de température 0,04-10 K pour une polarisation nucléaire M quelconque (0 ≤ M ≤ 1). Après une analyse en ondes partielles des caractéristiques des collisions dans les trois systèmes, on étudie les différentes « sections efficaces » directes et d'echange qui sont nécessaires pour décrire la collision de deux atomes polarisés. Les conséquences de l'indiscernabilité des particules se manifestent macroscopiquement par de nombreux effets : parmi ceux-ci on étudie ici la variation de la conduction de la chaleur en fonction de la polarisation nucléaire du milieu, l'existence d'un couplage entre les modes de diffusion de la chaleur et de la composante longitudinale du spin et le caractère oscillatoire de l'évolution des composantes transverses du spin.

PACS
5110 - Kinetic and transport theory of gases.
6720 - Quantum effects on the structure and dynamics of nondegenerate fluids (e.g., normal phase liquid 4He).

Key words
deuterium -- electron spin polarisation -- helium atoms -- hydrogen neutral atoms -- quantum fluids -- specific heat of gases -- spin dynamics