VOL.1 PHYSIQUE NUCLEAIRE - IAEA

LES INTERFACES : RELATIONS DE LA PHYSIQUE NUCLÉAIRE
AVEC D'AUTRES DOMAINES
nement y (effet Mossbauer), mesurant des différences
d'énergies de transition avec une précision
relative de ~ 10 -1
- cessions de spin dans des niveaux nucléaires à
n très courte période (typiquement 1u~
*, qui a donné à l'ensemble des
méthodes d'études radioactives d'interactions hf
un essor considérable. La résolution remarquable
de cette technique permet dans le cas où elle
s'applique*, non seulement la mesure des interactions
hf multipolaires (dipolaire magnétique et
quadrupolaire électrique) mais aussi de l'interaction
monopolaire électrique (déplacement isomérique,
ainsi appelé parce qu'il résulte d'un effet
de différence de volume nucléaire entre un niveau
excité — d'où se fait l'émission sans recul — et
le niveau fondamental du même noyau).
Dans les mesures d'interaction hf, on a toujours
affaire à un produit de deux grandeurs : l'une nucléaire
(moment magnétique ou quadrupolaire, variation
relative de rayon nucléaire), l'autre caractérisant
l'état électronique de l'atome émetteur, et
liée à la densité de spin ou de charge au noyau.
L'élude théorique, assez récente, de ces propriétés
électroniques a été à la fols un stimulant et
une conséquence des études expérimentales de
structure hf dans les solides. L'énergie d'interaction
hf magnétique peut être assimilée à la procession
du spin nucléaire I autour d'un « champ -
(champ effectif, ou hyperfin) qui n'a aucune existence
réelle, mais qui traduit le résultat de la superposition
de plusieurs termes contribuant à la
densité de spin électronique au noyau d'un ion
magnétique. Les techniques radioactives de mesure
d'interactions hf jouent un role essentiel dans
l'élucidation de l'origine — assez bien comprise
aujourd'hui — et de l'ampleur relative — encore
mal connue — de ces différentes contributions.
D'un point de vue plus empirique, on connaît aujourd'hui
— essentiellement grace à ces techniques
et en utilisant des moments nucléaires connus
par ailleurs — l'amplitude totale du champ hyperfin
pour presque tous les éléments dans les
principaux métaux ferromagnétiques (fer, cobalt,
nickel, gadolinium). En retour, la possibilité d'aligner
les spins nucléaires dans ces « champs >
Intenses (de quelques centaines à quelques milliers
de kilooersteds) permet la mesure des pré-
10
-10 -
'- sec,
i et donc la mesure des facteurs -g nucléaires corf
respondants.
j Ces techniques trouvent une illustration frappante
dans l'étude des actinides, dont les propriétés nuj
cléaires (forte déformation) étaient jusqu'ici mieux
connues que les propriétés électroniques (forte
hybridation f-d). Les faibles quantités disponibles
" de ces éléments, et leurs propriétés radioactives,
' font des méthodes d'interactions hf un outil expé-
: rimental spécifique : le champ hf (mesuré sur des
échantillons contenant quelques 10 M
atomes) permet
d'accéder à la susceptibilité électronique,
i grandeur fondamentale, Inaccessible par les mé-
- thodes classiques.
. Ce domaine connaît également un développement
I considérable dans la spectroscopie des réactions
induites par les ions lourds, où l'énergie transfé-
'. rée au noyau de recul peut être suffisante pour lui
, permettre de sertir de la cible et d'être implantée
, dans un matériau ferromagnétique. On a pu mettre
. en évidence, dans de telles réactions, l'existence
. d'un champ hyperfin « transitoire », agissant sur
l'ion de recul pendant la durée de son ralenllsse-
. ment (soit environ 10-" sec). La diffusion des élec-
. lions polarisés du ferromagnétique par le champ
, coulombien de l'ion en mouvement induit, sur l'ion
, lui-même, une amplification de la densité de spin
. électronique d'un facteur qui peut atteindre plu-
, sieurs centaines lorsque la vitesse de l'ion est de
i l'ordre de celle qui correspond à la première or-
, bite de Bohr (maximum de diffusion). On peut atteindre
ainsi des champs transitoires de plusieurs
! dizaines de Méga-oersled. Ce phénomène, dont
. les détaile sont mal compris — et passionnants
pour des transport» atomiques — peut être utilisé
. pour mesurer des facteurs -g nucléaires de niveaux
, dont la période eat inférieure à quelques 10-'- sec,
même si ces facteurs -g sont très petits. Il est â
prévoir que cette possibilité sera mise à profit pour
l'étude prochaine des facteurs -g de niveaux à
vie courte et de spin très élevé (région du backbendlng)
dans les noyaux proches de la déformation
(voir chapitre 2 - C).
• Les conditions Inhérentes i reflet tâoesbeuer limitent ce
Plus généralement, l'amplitude du moment angu­
type de mesure à des rtttemux de telble énergie « 150 keV}. laire transféré dans les réactions par ions lourds
se désexcitent directement vers Je nhrem tondementsl ess­ produit un alignement très considérable des noyaux
aie, or suit* put. le sépentlen Zeemsn doit être supérieure de recul : ceci rend relativement aisée l'étude des
è le lergeur nsturetto de f fêle observée : compte tenu perturbations des distributions angulaires d'émis­
des emplUudes des ehempr hypenins, ceci Umtto les impures
par emn Uosebeuer v des nhteetiK de vie moyenne sion y dues à l'Interaction des moments nucléaires
supérieure é quelques 10-" secondée.
avec l'environnement électronique. La gamme des
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