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Efecto Hanle

El efecto Hanle , [1] también conocido como cruce de nivel de campo cero , [2] es una reducción en la polarización de la luz cuando los átomos que emiten la luz están sujetos a un campo magnético en una dirección particular, y cuando ellos mismos han sido excitados por luz polarizada.

Los experimentos que utilizan el efecto Hanle incluyen la medición de la vida útil de los estados excitados [3] y la detección de la presencia de campos magnéticos. [4]

Historia

La primera evidencia experimental del efecto provino de Robert W. Wood , [5] [6] y Lord Rayleigh . [7] El efecto recibe su nombre de Wilhelm Hanle , quien fue el primero en explicar el efecto, en términos de física clásica , en Zeitschrift für Physik en 1924. [8] [9] Inicialmente, las causas del efecto fueron controvertidas, y muchos teóricos pensaron erróneamente que era una versión del efecto Faraday . Los intentos de comprender el fenómeno fueron importantes en el desarrollo posterior de la física cuántica . [10]

Gregory Breit dio un tratamiento teórico temprano del efecto del paso a nivel . [11]

Aplicaciones

La observación del efecto Hanle sobre la luz emitida por el Sol se utiliza para medir indirectamente los campos magnéticos dentro del Sol, véase:

El efecto se consideró inicialmente en el contexto de los gases, seguido de aplicaciones a la física del estado sólido . [12] Se ha utilizado para medir tanto los estados de los electrones localizados [13] como de los electrones libres . [14] Para las corrientes eléctricas polarizadas por espín , el efecto Hanle proporciona una forma de medir la vida útil efectiva del espín en un dispositivo particular. [15]

Efectos relacionados

Los pasos a nivel de campo cero de Hanle involucran campos magnéticos, en los cuales los estados que están degenerados en un campo magnético cero se dividen debido al efecto Zeeman . También existen los pasos a nivel de campo cero de Stark con campos eléctricos, muy análogos, en los cuales los estados que están degenerados en un campo eléctrico cero se dividen debido al efecto Stark . Las pruebas de los pasos a nivel de campo cero de Stark se realizaron después de las mediciones de tipo Hanle, y generalmente son menos comunes, debido a la mayor complejidad de los experimentos. [16]

Véase también

Referencias

  1. ^ Kastler, Alfred (1974). "50 Jahre Hanle-Effekt: Rückblick und Vorblick" [Efecto Hanle de 50 años: revisión y perspectivas]. Revista Física (en alemán). 30 (9): 394–404. doi : 10.1002/phbl.19740300903 . ISSN  0031-9279.
  2. ^ Lurio, Allen; deZafra, RL; Goshen, Robert J. (1 de junio de 1964). "Tiempo de vida del primer estado 1 P 1 del cinc, el calcio y el estroncio". Physical Review . 134 (5A): A1198–A1203. Código Bibliográfico :1964PhRv..134.1198L. doi :10.1103/physrev.134.a1198. ISSN  0031-899X.
  3. ^ Zimmermann, Dieter (1975). "Determinación de la vida útil del estado 4p 1/2 del potasio por efecto Hanle". Zeitschrift für Physik A. 275 (1): 5–10. Código Bib : 1975ZPhyA.275....5Z. doi :10.1007/bf01409492. ISSN  0340-2193. S2CID  119987034.
  4. ^ Dupont-Roc, J.; Haroche, S. ; Cohen-Tannoudji, C. (1969). "Detección de campos magnéticos muy débiles (10 −9 gauss) mediante resonancias de cruce de nivel de campo cero de 87 Rb". Physics Letters A . 28 (9): 638–639. Bibcode :1969PhLA...28..638D. doi :10.1016/0375-9601(69)90480-0. ISSN  0375-9601.
  5. ^ Wood, RW (1912). "LXVII. Reflexión selectiva, dispersión y absorción por moléculas de gas resonantes". Revista filosófica y revista científica de Londres, Edimburgo y Dublín . 23 (137): 689–714. doi :10.1080/14786440508637267. ISSN  1941-5982.
  6. ^ Wood, RW ; Ellett, A. (1923-06-01). "Sobre la influencia de los campos magnéticos en la polarización de la radiación de resonancia". Actas de la Royal Society A . 103 (722): 396–403. Bibcode :1923RSPSA.103..396W. doi : 10.1098/rspa.1923.0065 . ISSN  1364-5021.
  7. ^ Rayleigh, L. (1 de noviembre de 1922). "Polarización de la luz dispersada por vapor de mercurio cerca de la periodicidad de resonancia". Actas de la Royal Society A . 102 (715): 190–196. Código Bibliográfico :1922RSPSA.102..190R. doi : 10.1098/rspa.1922.0080 . ISSN  1364-5021.
  8. ^ Hanle, Wilhelm (1 de diciembre de 1924). "Über magnetische Beeinflussung der Polarization der Resonanzfluoreszenz". Zeitschrift für Physik (en alemán). 30 (1): 93-105. Código bibliográfico : 1924ZPhy...30...93H. doi :10.1007/bf01331827. ISSN  0044-3328. S2CID  120528168.
  9. ^ Hanle, W. (1925). "Die magnetische Beeinflussung der Resonanzfluoreszenz". Ergebnisse der Exakten Naturwissenschaften (en alemán). Berlín, Heidelberg: Springer Berlín Heidelberg. págs. 214-232. doi :10.1007/978-3-642-94259-4_7. ISBN 978-3-642-93859-7.
  10. ^ J Alnis; K Blushs; M Auzinsh; S Kennedy; N Shafer-Ray; ERI Abraham (2003). "El efecto Hanle y la espectroscopia de cruce de nivel en vapor de Rb bajo una fuerte excitación láser" (PDF) . Journal of Physics B . 36 (6): 1161–1173. Bibcode :2003JPhB...36.1161A. doi :10.1088/0953-4075/36/6/307. S2CID  250734473. Archivado desde el original (PDF) el 2016-03-03 . Consultado el 2012-03-06 .
  11. ^ Breit, G. (1 de abril de 1933). "Teoría cuántica de la dispersión (continuación). Partes VI y VII". Reseñas de física moderna . 5 (2): 91–140. Bibcode :1933RvMP....5...91B. doi :10.1103/revmodphys.5.91. ISSN  0034-6861.
  12. ^ Pikus, GE ; Titkov, AN (1991). "Aplicaciones del efecto Hanle en la física del estado sólido". El efecto Hanle y la espectroscopia de cruce de niveles . Boston, MA: Springer US. págs. 283–339. doi :10.1007/978-1-4615-3826-4_6. ISBN 978-1-4613-6707-9.
  13. ^ Karlov, NV; Margerie, J.; Merle-D'Aubigné, Y. (1963). "Pompage optique des centres F dans KBr" (PDF) . Journal de Physique (en francés). 24 (10): 717–723. doi :10.1051/jphys:019630024010071700. ISSN  0368-3842. S2CID  95183756.
  14. ^ Parsons, RR (17 de noviembre de 1969). "Bombeo óptico de banda a banda en sólidos y fotoluminiscencia polarizada". Physical Review Letters . 23 (20): 1152–1154. Código Bibliográfico :1969PhRvL..23.1152P. doi :10.1103/physrevlett.23.1152. ISSN  0031-9007.
  15. ^ van 't Erve, OMJ; Friedman, AL; Li, CH; Robinson, JT; Connell, J.; Lauhon, LJ; Jonker, BT (19 de junio de 2015). "Transporte de espín y efecto Hanle en nanocables de silicio utilizando barreras de túnel de grafeno". Nature Communications . 6 (1): 7541. Bibcode :2015NatCo...6.7541V. doi : 10.1038/ncomms8541 . ISSN  2041-1723. PMID  26089110.
  16. ^ Bylicki, F.; Weber, HG (1982). "Experimentos de cruce de nivel de Stark de campo cero y de recruzamiento de Stark-Zeeman en la banda de 593 nm de NO 2 ". Chemical Physics . 70 (3): 299–305. Bibcode :1982CP.....70..299B. doi :10.1016/0301-0104(82)88099-3. ISSN  0301-0104.