The Raman spectrum of solid hydrogen

Abstract
Certain features of the high-resolution Raman spectra of solid hydrogen at 2.1 °K and 13.5 °K and liquid hydrogen at 17 °K are discussed. The structure of the rotational and vibrational Raman lines of solid parahydrogen are explained by the exciton theory of Van Kranendonk. The changes in the spectrum as the ortho-para ratio is varied show that the exciton picture persists to concentrations of the active components as low as ≈ 20 %. At lower concentrations the structure of the vibrational spectrum can be explained in terms of nearest neighbours interactions. The intensity ratio of the vibrational lines shows in both the solid and the liquid an anomaly which has not yet been explained.

Résumé
On discute certains caractères des spectres à haute résolution de l'hydrogène solide à 2,1 et 13,5 °K et de l'hydrogène liquide à 17 °K. La théorie des excitons de Van Kranendonk explique la structure des raies Raman de rotation et de vibration du parahydrogène solide. Les changements du spectre quand la proportion ortho-para varie montrent que l'interprétation par les excitons reste valable jusqu'à des concentrations des composants actifs réduites à 20 % environ. Aux concentrations inférieures, la structure du spectre de vibration peut s'expliquer par les interactions entre plus proches voisins. Le rapport d'intensité des raies de vibration présente, aussi bien pour le solide que pour le liquide, une anomalie encore inexpliquée.