核自旋 $3/2$ 碱金属原子中磁性诱导最强的跃迁

当无外加磁场时，任意碱金属原子 $D_2$ 线的基态 $F_g$ 与激发态 $F_e$ 能级之间原子跃迁 $F_e - F_g = \pm 2$ 的概率为零。在 $0.1 - 3$ kG 范围内的外磁场中，这些称为磁性诱导（MI）的跃迁的概率被强烈改变。对于这些 MI 跃迁，我们此前给出了如下规律：使用 $\sigma^+$ 偏振激光辐射时 $\Delta F = +2$ 的 MI 跃迁概率最大，而使用 $\sigma^-$ 偏振激光辐射时 $\Delta F = -2$ 的 MI 跃迁概率最大。这一差异被称为 1 型磁性诱导圆二色性（MCD1）。本文首次证明，对于核自旋 $I=3/2$ 的碱原子（$^{87}\text{Rb}$、$^{39}\text{K}$、$^{23}\text{Na}$、$^7\text{Li}$），在 $> 100$ G 的磁场中，组 $F_g = 1 \rightarrow F_e = 3'$ 中最强的 $\sigma^+$ MI 跃迁（跃迁 $\ket{1,-1}\rightarrow\ket{3',0'}$）的概率约为最强 MI $\sigma^-$ 跃迁 $\ket{1,-1}\rightarrow\ket{3',-2'}$ 和 $\ket{2,+1}\rightarrow \ket{0',0'}$ 概率的 4 倍。这些性质使得 $\sigma^+$ MI 跃迁 $\ket{1,-1}\rightarrow\ket{3',0'}$ 成为强磁场中磁光过程研究的有趣候选。