J. Physique Lett. 45, 61-67 (1984)
DOI: 10.1051/jphyslet:0198400450206100

Measurement of the M1 amplitude and hyperfine mixing between the 6S1/2-7S1/2 caesium states

M.A. Bouchiat, J. Guéna et L. Pottier

Laboratoire de Spectroscopie Hertzienne de l'E.N.S., 24, rue Lhomond, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
We have measured the ratio M1/β of the M 1 amplitude to the vector polarizability β of the 6S1/2-7S 1/2 transition in Cs, by a method using Stark-induced interference effects, free from background difficulties. The amplitude varies from one hyperfine component to the other, according to M1 + (F' - F) Mhf1 with M1 = - (4.13 ± 0.18) x 10-5| μB |/c and Mhf 1 = - (0.763 ± 0.066) x 10-5 |μB|/c. Mhf 1 results from a mixing between 6S1/2 and 7S1/2 induced by the hyperfine interaction Hhf and yields a value of < 7S1/2 | Hhf | 6S1/2 > which agrees with a theoretical prediction involving the product of the 6S and 7S hfs splittings. The theoretical significance of this result is discussed.

Résumé
Nous avons mesuré le rapport de l'amplitude M1 à la polarisabilité vectorielle β de la transition 6S1/2-7S1/2 du Cs, par une méthode utilisant des effets d'interférence induits par effet Stark, exempte de difficultés liées à un fond continu. L'amplitude observée varie d'une composante hyperfine à l'autre selon M1 + (F' - F) Mhf1 avec M1 = - (4,13 ± 0,18) x 10-5 | μB |/c et Mhf 1 = -(0,763 ± 0,066) x 10-5| μB |/c. Mhf 1 résulte d'un mélange entre 6S1/2 et 7S1/2 induit par l'interaction hyperfine Hhf et fournit une valeur de < 7S1/2 | Hhf | 6S1/2 > en accord avec une prédiction théorique où intervient le produit des écarts hyperfins de 6S et 7S. La signification théorique de ce résultat est discutée.

PACS
3260S - Stark effect in atoms.
3510D - Atomic electric and magnetic moments, polarizability.
3510F - Atomic fine and hyperfine structure constants.

Key words
atomic hyperfine structure -- atomic magnetic moment -- atomic polarisability -- caesium -- Stark effect -- M sub 1 amplitude -- hyperfine mixing -- vector polarizability -- Stark induced interference effects