Магнитоиндуцированные переходы в спектральной окрестности $D_{2}$-линии атомов Cs: гигантский рост вероятностей переходов и различное асимптотическое поведение в растущем поперечном магнитном поле

Экспериментально и теоретически изучены два типа магнитоиндуцированных переходов (magnetically induced – MI transitions) в атомах цезия. В отсутствие магнитного поля MI переходы запрещены. С ростом магнитного поля вероятности MI переходов быстро растут и могут превысить вероятности переходов, разрешенных в отсутствие магнитного поля. Асимптотическое поведение вероятностей MI переходов в сильных магнитных полях различно. В случае магнитоиндуцированных переходов первого типа (MI1) с увеличением приложенного магнитного поля происходит гигантское увеличение вероятности этих переходов, и при дальнейшем возрастании магнитного поля вероятности этих переходов стремятся к постоянному значению. В случае магнитоиндуцированных переходов второго типа (MI2) с увеличением приложенного магнитного поля также происходит гигантское увеличение вероятности этих переходов, однако при дальнейшем возрастании поля вероятности этих переходов снова стремятся к нулю.
Показано, что измерение второй производной (second derivative – SD) спектров поглощения паров Cs, заключенных в наноячейке с толщиной $L$ = 426 nm, соответствующей половине длины волны $D_{2}$-линии цезия $\lambda$ = 852 nm, позволяет осуществить бездопплеровскую спектроскопию. Малая ширина атомных линий и линейность отклика сигнала SD в соответствии с вероятностями переходов позволяют изучать индивидуальные атомные переходы во внешнем поперечном магнитном поле с индуктивностью от 0.5 до 5.3 kG. В частности, исследованы четыре MI перехода: два MI1 и два MI2. Теоретические расчеты хорошо согласуются с экспериментальными результатами.