From regularity to chaos: a direct experimental test using atoms in magnetic field

(Received 6 December 1991, accepted 17 January 1992)

Abstract
A spectroscopy experiment has been performed on lithium atoms in the presence of a strong magnetic field (4.9 T) using multistep laser excitation of high lying levels. In this experiment, the peculiar excitation scheme is designed in order to selectively tests the dynamical symmetry of the excited states. This allows the direct observation of the transition to chaos from the breaking of these symmetries. The comparison between the experimental spectrum and a calculated one for hydrogen shows a remarkably good agreement.

Résumé
Une expérience de spectroscopie a été réalisée sur des atomes de lithium plongés dans un fort champ magnétique (4.9 T) en utilisant une excitation laser à plusieurs étages des états proches de la limite d'ionisation. Un schéma d'excitation particulièrement bien choisi permet de tester sélectivement la symétrie dynamique des états excités. Cette expérience nous a permis d'obsever, pour la première fois, la transition vers le chaos, comme résultant d'une brisure de ces symétries. la comparaison entre le spectre expérimental enregistré et le spectre calculé pour l'hydrogène montre un remarquablement bon accord.