J. Phys. France 46, 1145-1172 (1985)
DOI: 10.1051/jphys:019850046070114500

Relaxation nucléaire de 3He gazeux sur H2 solide

V. Lefèvre-Seguin, P.J. Nacher, J. Brossel, W.N. Hardy et F. Laloë

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'E.N.S. , 24, rue Lhomond, F 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
We présent a detailed expérimental study of the wall-relaxation on solid H2 surfaces of a dilute 3He gas, oriented by optical pumping. In these experiments, we measure the nuclear relaxation time of the whole sample of 3He, which is directly related to the relaxation time Ta of the 3He atoms adsorbed on the solid H2 coating the sample walls. Measurement of T1 as a function of the température leads to an experimental determination of the adsorption energy of a 3He atom on solid H2 : ΔW (3He/H2) = 12 ± 3 K. In addition, éxperiments have been done on D2 and Ne solid coatings leading to Δ W (3He/D2) = 20 ± 3 K and Δ ΔW (3He/Ne) = 38 ± 5 K ; all these experimental values are in good agreement with theoretical predictions.

Résumé
Cet article présente une étude expérimentale détaillée de la relaxation-paroi sur des surfaces de H2 solide d'un gaz dilué de 3He, orienté par pompage optique. La grandeur mesurée dans ces expériences est le temps de relaxation global T1 de l'orientation nucléaire de l'échantillon de 3He, lié directement au temps de relaxation Ta de la phase adsorbée (composée d'atomes de 3He adsorbés à la surface de H2 solide). L'étude des variations de T1 en fonction de la température permet de déterminer expérimentalement l'énergie d'adsorption d'un atome de 3He sur H2 solide : ΔW (3He/H2) = 12 ± 3 K. Des expériences complémentaires sur D2 et Ne solides sont également présentées qui conduisent à une mesure de ΔW (3He/D2) = 20 ± 3 K et ΔW (3He/Ne) = 38 ± 5 K, l'ensemble de ces valeurs expérimentales concordant bien avec les prédictions théoriques existantes.

PACS
6770 - Films (including physical adsorption).
6780J - Magnetic properties and nuclear magnetic resonance.
7660E - Relaxation effects.

Key words
adsorbed layers -- heat of adsorption -- helium films -- nuclear spin lattice relaxation -- solid hydrogen