Спин-разрушающее столкновение

Спин-разруша́ющее столкнове́ние — в атомной физике столкновение атомов, при котором необратимо перемешиваются орбитальные моменты валентных электронов сталкивающихся атомов.

В атомных парах иногда происходит столкновения атомов с друг другом. При ударе полный момент (орбитальный и спиновый) валентного электрона может изменяться разным образом: сохранить свой спиновый и орбитальный моменты, обменяться спином с электроном, налетающего атома (при этом поменяется сверхтонкое состояние) или «испортить» орбитальный момент. Последний процесс называется спин-разрушающим столкновением. Сечение процесса σ_sd мало, но в плотных атомных парах (>10¹³см⁻³) такое столкновение более чем возможно, поэтому этот процесс ограничивает предельно достижимую чувствительность SERF-магнитометра, работающего при таких плотностях.

Спин-разрушающее сечение σ_sd при столкновении Rb, Cs, и K атомов друг с другом и с молекулами He, Ne и N₂ ^[1]

	σsd, self	σsd,He	σsd,Ne	σsd,N2
K	1⋅10^−18 см²[2]	8⋅10^−25 см²[3]
Rb	9⋅10^−18 см²[3]	9⋅10^−24 см²[3]	5.2⋅10^−23 см²[4]	1⋅10^−22 см²[5]
Cs	2⋅10^−16 см²[6]	3⋅10^−23 см²[7]		6⋅10^−22 см²[7]

Примечания

1. Allred, J. C., Lyman, R. N., Kornack, T. W., Romalis, M. V. High-Sensitivity Atomic Magnetometer Unaffected by Spin-Exchange Relaxation (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2002. — Vol. 89. — P. 130801. — doi:10.1103/PhysRevLett.89.130801.
2. E. Vliegen, S. Kadlecek, L. W. Anderson, T. G. Walker, C. J. Erickson and W. Happer. Faraday rotation density measurements of optically thick alkali metal vapors (англ.) // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A^[англ.] : journal. — 2001. — Vol. 460. — P. 444—450. — doi:10.1016/S0168-9002(00)01061-5.
3. A. Ben-Amar Baranga, S. Appelt, M. V. Romalis, C. J. Erickson, A. R. Young, G. D. Cates, and W. Happer. Faraday rotation density measurements of optically thick alkali metal vapors (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 1998. — Vol. 80, no. 13. — P. 2801—2804. — doi:10.1103/PhysRevLett.80.2801.
4. W. Franzen. Spin Relaxation of Optically Aligned Rubidium Vapor (англ.) // Physical Review : journal. — 1959. — Vol. 115, no. 4. — P. 850—856. — doi:10.1103/PhysRev.115.850.
5. M. E. Wagshul and T. E. Chupp. Laser optical pumping of high-density Rb in polarized ³He targets (англ.) // Physical Review A : journal. — 1994. — Vol. 49. — P. 3854—3869. — doi:10.1103/PhysRevA.49.3854.
6. N. D. Bhaskar, J. Pietras, J. Camparo, W. Happer, and J. Liran. Spin Destruction in Collisions between Cesium Atoms (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 1980. — Vol. 44. — P. 930—933. — doi:10.1103/PhysRevLett.44.930.
7. N. Beverini, P. Minguzzi, and F. Strumia. Foreign-Gas-Induced Cesium Hyperfine Relaxation (неопр.) // Physical Review A. — 1971. — Т. 4. — С. 550—555. — doi:10.1103/PhysRevA.4.550.