Spin kaiku

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 12. kesäkuuta 2016 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Spin-kaiku on ydinmagneettisen resonanssisignaalin ja elektronin paramagneettisen resonanssin spontaani esiintyminen jonkin aikaa sen jälkeen, kun sarja RF-kenttäpulsseja on kohdistettu näytteeseen [1] .

Kehityshistoria

Spin-kaiun löysi Erwin Hahn [2] ja se merkitsi pulssi-NMR-menetelmien kehittämisen alkua. Hahn viritti spinin toisella pulssilla, joka annettiin ensimmäisen jälkeen tietyn ajan kuluttua, ja ohitettuaan ensimmäisen pulssin hän havaitsi toisen signaalin. Kokeellisen löytönsä jälkeen Hahn vahvisti sen myös teoreettisesti Blochin yhtälöiden perusteella . $\pi /2$ $\tau$ $2\tau$

Selitys vaikutuksesta

Harkitse spinkaiun esiintymistä askel askeleelta:

Alkuhetkellä spinien ryhmä (kuvattu punaisilla nuolilla) on suunnattu pystysuoraan (z-akselia pitkin) suunnattua magneettikenttää pitkin. $H_{0}$
Sitten käännämme impulssin avulla spinit vaakatasoon (xy). $\pi /2$
Lisäksi oletetaan, että spinit ovat koordinaattijärjestelmässä, joka pyörii taajuuden akselin ympäri . Tällaisessa koordinaattijärjestelmässä tasaisessa magneettikentässä spinit ovat levossa, mutta magneettikentän paikallisten epähomogeenisuuksien vuoksi spinit alkavat precessoida eri nopeuksilla ja eri suuntiin. Tämä johtaa kokonaismagnetisoitumisen vaimenemiseen. ${\displaystyle \omega =\gamma H_{0))$ $z$

Hetken kuluttua käytämme impulssia, joka kääntää spinit vastakkaiseen suuntaan. $t$ $\pi$
Näemme, että seuraavien sekuntien aikana jokainen pyöritys kääntyy samaan suuntaan saman kulman verran kuin edellisinä sekunteina. Tämä tarkoittaa, että sekunneissa impulssin kääntämisen jälkeen kaikkien kierrosten vaiheet ovat samat. $t$ $t$ $t$ $\pi$
Kaikkien pyörien vaiheet osuivat yhteen.

Animaatio kaikista pyörityskaiun vaiheista on esitetty alla. Enemmän nuolia on lisätty osoittamaan, että spinkaiku esiintyy jopa magneettikentän epähomogeenisuuden aiheuttaman merkittävän vaiheen alenemisen yhteydessä:

Spin echo decay

Spin-kaiun avulla voidaan mitata tarkasti poikittaisrelaksaatioaika T 2 , koska pitkittäisrelaksaatio tai paikalliset magneettikentän epähomogeenisuudet eivät vaikuta spinkaiun intensiteettiin. Alla oleva animaatio näyttää mittausprosessin. Eri etäisyyksille ja pulssien välillä mitataan kaikusignaalin intensiteetti, minkä jälkeen saadaan aika T 2 saadusta riippuvuudesta . $t$ $\pi /2$ $\pi$

Sovellukset

Spin echo-ilmiöllä mitataan relaksaatioaikaa, tutkitaan molekyylin sisäisiä magneettikenttiä, kiteiden rakennetta ja muita aineen ominaisuuksia. Sitä voidaan käyttää viivelinjojen ja muistilaitteiden tekemiseen. [3]

Katso myös

Ydinmagneettinen resonanssi

Muistiinpanot

↑ Slikter, 1981 , s. 49.
↑ Hahn E. L. Phys. Rev. , 80, 580 (1950)
↑ Pomerantsev NM Spin kaikujen ilmiö ja sen sovellukset // UFN . - 1958. - T. 65, nro 1. - S. 87-110. — URL-osoite: http://ufn.ru/ru/articles/1958/5/c/ Arkistoitu 4. elokuuta 2016 Wayback Machinessa

Kirjallisuus

Slikter Ch . Magneettiresonanssin teorian perusteet. - M .: Mir, 1981. - 445 s.