An extension of Bloom’s treatment of the spin relaxation in alkali metal vapors

Summary

The treatment of the spin relaxation of an optically oriented alkali metal vapor given by Bloom is extended to include the effects of spin-exchange collisions in a polarized system. It is shown that if the spin-exchange collision time is short compared to the spin-lattice relaxation time then the system is described by a spin temperature. In this spin temperature approximation the observed signal and the decay of the polarization of the sample are easily related. If the polarization of the sample is not too large it is shown that the observed decay is exponential with a single relaxation time.

Riassunto

Si estende il trattamento del rilassamento dello spin di un valopre di metallo alcalino otticamente orientato, descritto da Bloom, in modo da includere collisioni con scambio di spin in un sistema polarizzato. Si mostra che la durata della collisione con scambio di spin è breve in confronto con il tempo di rilassamento del reticolo di spin, allora il sistema è descritto da una temperatura di spin. Con questa approssimazione della. temperatura di spin si mettono facilmente in correlazione il segnale osservato ed il decadimento della polarizzazione. Si dimostra che, se la polarizzazione del campione non è troppo forte, il decadimento osservato è esponenziale con un solo tempo di rilassamento.