SPETTROSCOPIASPETTROSCOPIA

COERENTECOERENTE

SPETTROSCOPIA COERENTE

Eccitazione coerente di 2 livellisovrapposizione coerente di radiazione• spettroscopia di incrocio dei livelli• spettroscopia dei battimenti quantistici

altera la distribuzione spaziale della radiazione

Eccitazione coerente di atomi e molecole• eco del fotone

altera la distribuzione temporale della radiazione

SPETTROSCOPIA DI INCROCIO DI LIVELLI EFFETTO HANLE

Spettroscopia di incrocio di livelli

Spettroscopia priva di effetto Doppler

Determinazione di proprietà magnetiche

Determinazione dei tempi di rilassamento

BATTIMENTI QUANTISTICISe 2 livelli molto vicini sono simultaneamente eccitati, la fluorescenza presenta delle oscillazioni

Trasformata di Fourier dei battimenti → frequenza (senza effetto Doppler) della transizione tra i livelli da cui sono emesse le due frequenze.I dispositivi per la raccolta di un segnale in funzione del tempo hanno tempi di risposta limitati dell'ordine del GigaHerz, cioè del nanosecondo, solo livelli molto vicini possono dare battimenti osservabili.

Trasformata di Fourier

Spettro137Ba+ I = 3/2

6s S1/2 6p P3/2

livelli separati per interazione iperfine legata alla presenza dello spin nucleare

133Cs I = 7/2

6 2S1/2

7 2P3/2

5

Battimenti quantistici

Determinazione di livelli energetici con piccola separazione di energia

Atomi : struttura iperfineMolecole : effetto Stark, Zeeman, costanti

rotazionali

Spettroscopia priva di effetto Doppler

TRANSIENTI OTTICI COERENTI

• Nutazione

• Decadimento libero da induzione

• Eco

• Eco stimolato

NUTAZIONE OTTICA E

DECADIMENTO LIBERO DA INDUZIONE

NUTAZIONE

NUTAZIONE OTTICA

NH3

J = 8 K = 7

EFFETTO STARK

TRANSIZIONE FUORI RISONANZA

DECADIMENTO LIBERO DA INDUZIONE

NMR

TRASFORMATADI FOURIER

Un gruppo di molecole eccitate coerentemente.Campo elettrico applicato elimina la risonanza.Il campione emette spontaneamente radiazione di dipolo elettrico in assenza del campo eccitante.

Decadimento ottico libero da induzione

NH2D

RILASSAMENTO SPIN-SPIN E SPIN-RETICOLO

ASPETTO MICROSCOPICO : INSIEME DI SPIN

T1

T2

ASPETTO MACROSCOPICO : MAGNETIZZAZIONE

1

0

T

MMBM

dt

dM zz

z

2T

MBM

dt

dM xx

x

EQUAZIONI DI BLOCH

IMPULSO /2 IMPULSO ECO

SF6 Laser CO2

ECO DEL FOTONE

T12

T12

ECO

ECHI MULTIPLI

ECO STIMOLATO

1 impulso Decadimento libero da induzione

2 impulsi Eco

3 impulsi Eco stimolato