Les noyaux en 1993 : une nouvelle façon d'exister - Cenbg - IN2P3

échantillon à étudier ; la seconde est d' insérer 1' échantillon entre un polariseur (accroissant lapolarisation a jusqu' à la valeur 1, à 8 chiffres significatifs près) et un analyseur à 90 degrés pourdétecter la polarisation x induite.Les expériences fondées sur la résonance vont de la physique fondamentale (théorie dynamique de ladiffraction nucléaire, cohérence longitudinale de 1' onde plane, interférence de y indépendants) à 1'analyse structurale (facteurs de structure partiels ; problème de la phase, cf 5 5), en passant par laspectroscopie hyperfiie en absorption (Mhbauer) ou diffusion (petits échantillons, interfaces).Erpériences non résonnantesLe faisceau issu du monochromateur nucléaire est envoyé sur 1' échantillon qui ne contient pas denoyau résonant. Puis le faisceau est dévié par un cristal de Si vers un détecteur précédé d' untranslateur MGsbauer (Le. dont la vitesse constante pennet un déplacement Doppler comparable auclivage hyperfiiCes expériences non résonnantes. où le taux de comptage est plus faible, pourront être abordées grâceà 1' ESRF : il s' agira de diffusion inélastique à très haute résolution spectrale pour la déterminationdes excitations du solide (facteur Debye-Waller, diffusion diffuse thermique, phonons etc.).6.3 Premiéres es de s~ectroscooie hyuerfine (réf. 11)Compte tenu de la structure temporelle du RSX (à 1' ESRF, les impulsions peuvent être séparées deplus de 200ns sans perte d'intensité), la spectroscopie hyperfime est obtenue dans le domainetemporel plutôt qu' énergétique (les 2 domaines étant reliés pars la relation d' Heisenberg). Laprécision sur les paramètres hyperfins est accrue. Cette approche nécessite naturellement unedétection rapide (5 nanoseconde).Un modèle simple permet de comprendre les courbes expérimentales (hormis 1' amortissement initialdû à 1' effet collectif des noyaux). Soit 2 résonances nuclhaires de largeur l?o . de même force maisdéphasées de x et d' énergies voisines : El, E2 = hm f 112 AELa réponse en fréquence s' écrit alors :i Iet la réponse temporelle :r, .t--2 AE.t~(t) =IR(~)I~ =e sin~nSelon le rapport entre 1' écart hyperfim et la largeur commune des résonances nucléaires, on obtiendra,supeqmées à une courbe amortie, des oscillations plus ou moins semées.Une expérience réalisée à 1' ESRF, sur la ligne Troïka, concerne le ~ edans 5 un ~ monocristal degrenat d' yttrium et fer (YIG). La géométrie de diffusion se situe dans le plan horizontal :monochromatisation par Cirl en transmission, réflexion (0, 0, 10) sur le grenat et détecteur decoïncidence rapide ; le champ magnétique étant perpendiculaire. à la fois au plan de diffraction et à lapolarisation. il y a 6 transitions permises (Am = O). En rajoutant la perturbation dûe au gradient dechamp électrique (fig. 16a), le mod61e simple décrit plus haut pennet de comprendre le spectreexpérimental dominé aussi par 2 fréquences : la fréquence magnétique morne h0 (2,5) et le clivagequadrupolaire électrique h0 (6). La première se traduit par des oscillations rapides, la seconde par 1'enveloppe de ces oscillations (fig. 16b). La ligne continue représente 1' ajustement théori ue, quidétennme les paramètres hyperfii (champ magnétique interne et gradient de champ électrique ? au sitedu fer.