Relaxation par collisions d'échange de spin

Abstract
One considers a collection of atoms in the présence of spin exchange collisions. The evolution of the density matrix due to this interaction is given when there is one atomic species only. The equations of the density matrices ρ1 and ρ 2 pertaining to atoms 1 and 2 are established when two atomic species are present. When there is a large excess of atoms 2 and when the electron polarization of 2 is kept zero, one shows that spin exchange appears as a relaxation process for 1. The evolution of the following observables of 1 is computed : population of one of the hyperfine levels, longitudinal and transverse electronic and nuclear magnetizations. The equation governing the evolution of the population of a hfs level is given in the case of collisions between identical atoms.

Résumé
On considère un système d'atomes (à un électron de valence) subissant des collisions d'échange de spin. On établit l'équation d'évolution de la matrice densité lorsqu'il n'existe qu'une seule sorte d'atomes et les équations d'évolution des matrices densités ρ1 et ρ2 des atomes 1 et 2, lorsque le système comporte deux sortes d'atomes. Dans le cas de collisions entre atomes différents, lorsque la polarisation électronique de l'atome 2 est maintenue nulle et que la cellule contient beaucoup plus d'atomes 2 que d'atomes 1, l'échange apparaît comme un processus de relaxation pour l'atome 1 ; on calcule l'évolution de plusieurs observables attachées à l'atome 1 : population d'un niveau hyperfin, aimantations longitudinales et transversales électroniques et nucléaires. L'équation de relaxation de la population d'un niveau hyperfin pour des collisions entre atomes identiques est enfin donnée.