Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Ориентированные ядра

Ориентированные ядра (далее О) совокупность ядер с упорядоченностью в пространственной ориентации спинов (спиновой упорядоченностью). Проекции m спина ядер на заданную ось в пространстве могут принимать 2 + 1 дискретных значений от m = до m = + с интервалом, равным 1. Спиновую упорядоченность относительно этой оси характеризует набор вероятностей m для всех возможных значений m. Для неупорядоченной совокупности ядер все m =1/(2 + 1). Нарушение этого условия означает наличие спиновой упорядоченности.

  При описании спиновой упорядоченности вместо m часто пользуются эквивалентным набором т. н. параметров ориентации f k (k = 1,..., 2). Они представляют собой полиномы от средних значений степеней m.

,

например:  .

  Величина f 1 называется поляризацией ядер, а f 2 — выстроенностью ядер. Они имеют сравнительно простой смысл: поляризация f 1 характеризует преимущественную ориентацию спинов ядер параллельно данному направлению на некоторой оси, а выстроенность f 2 — параллельно и антипараллельно этой оси, т. е. симметричную относительно плоскости, перпендикулярной оси. Введение параметров ориентации f k связано, в частности, с тем, что именно f k непосредственно входят в выражение для энергии взаимодействия ядер с электромагнитным полем (это взаимодействие используется для создания О, см. ниже). Так, f 1 определяет энергию взаимодействия момента ядра с полем, a f 2 — энергию взаимодействия квадрупольного момента ядра c неоднородным электрическим полем.

  В веществах, встречающихся в природе, ядра не ориентированы. Для получения О разработаны специальные методы, основанные на наличии у ядер дипольных и квадрупольных электрических моментов, направленных вдоль спинов ядер. Эти методы разделяются на статические и динамические. В статических методах используется ориентирующее взаимодействие поля с дипольными моментами ядер (ориентация тем сильнее, чем больше поле и момент ядра) и взаимодействие ядерного квадрупольного момента с неоднородным электрическим полем. В случае поля появляется поляризация, а в случае электрического — выстроенность (квадруполизация).

  Тепловое движение ядер подавляет ориентирующее действие полей. и электрические моменты ядер столь малы, что даже в предельно достижимых полях при комнатных температурах (300 К) спиновая упорядоченность ядер, находящихся в тепловом равновесии с веществом, оказывается ничтожно малой. Поэтому для получения О статическими методами наряду с достаточно сильными полями необходимо охлаждение вещества, содержащего ядра, до сверхнизких температур (10-2 К и ниже). Например, поляризация ядер с моментом, равным 1 ядерному магнетону, и спином 1/2 в поле Н = 105 э при температуре 10-2 К составляет 0,35. Это означает, что около 70% ядер имеют спин, ориентированный в заданном направлении.

  В связи с трудностями, связанными с осуществлением таких температур и полей, для получения О широко используются "внутренние" поля, создаваемые на ядрах внутриатомными электронами (см. Кристаллическое поле). Напряженности этих полей значительно превосходят то, чем пока располагает экспериментальная техника создания "внешних" полей. Если внутренние поля ориентировать в пространстве одинаково, то совокупность ядер окажется в очень сильном поле. Внутренние поля создаются на ядрах парамагнитных (см. Парамагнетизм) и достигают 106—107 э. Внутренние поля ~ 105—106 э возникают также на ядрах диамагнитных (см. Диамагнетизм) при растворении небольших количеств диамагнитного вещества (~1%) в ферромагнетиках. Т. к. моменты электронов превосходят ядерные моменты более чем в 103 раз, то их, а следовательно, и создаваемые ими внутренние поля удается ориентировать при значительно меньших внешних полях и более высоких температурах.

  Неоднородные электрические поля, достаточные для выстраивания ядер, удается создать, используя внутренние электрические поля в некоторых веществах с ковалентными химическими связями, когда электронное облако, окружающее ядро, резко асимметрично. В этом случае охлаждаемое вещество, содержащее выстраиваемые ядра, берется в виде монокристалла.

  В динамических методах тепловое равновесие системы ядерных спинов искусственно нарушается таким образом, что возникает спиновая упорядоченность. В большинстве динамических методов во внешнем поле (статически) ориентируются электронные спины. Далее с помощью методов электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) ориентация электронных спинов передается системе ядерных спинов. Достоинством динамических методов является отсутствие необходимости в очень сильных полях и сверхнизких температурах. Недостаток состоит в том, что круг ядер, ориентируемых этими методами, сравнительно узок.

  О используются в ядерной физике для исследований спиновой зависимости ядерных сил и для определения спинов, моментов и четностей возбужденных состояний ядер. Эксперименты с b-радиоактивным О (см. Бета-распад) дали возможность установить одно из фундаментальных свойств элементарных частиц — несохранение четности в слабых взаимодействиях. В физике твердого тела с помощью О исследуют внутрикристаллические поля.

  Лит.: Хуцишвили Г. Р., О, "Успехи физических наук", 1954, т. 53, в. 3; Методы определения основных характеристик ядер и элементарных частиц, пер. с англ., М., 1966; Джеффрис К., Динамическая ориентация ядер, пер. с англ., М., 1965.

  В. П. Алфименков.


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 04.03.2021 19:10:55
18:56 Порошенко обвинил Зеленского в атаке на себя
18:50 Супруги разломали многовековой особняк и попали под суд
18:45 В России стали продавать больше машин
18:38 Москвичам пообещали удар «барическим молотком»
18:36 Стало известно о ссорах Меган Маркл с придворными из-за дорогой одежды
18:35 Подросток пошел плавать в океан и умер от укуса медузы
18:26 ФСБ рассказала о готовившем теракт в Калининградской области смертнике
18:26 Россию приравняли к Африке по уровню свобод
18:18 Мужчина принял незнакомца за своего отца и полгода общался с ним в WhatsApp
Больше новостей
СегодняЦенности «Это женский инстинкт самосохранения»Россиянки идут в эскорт в погоне за роскошной жизнью. Чем они рискуют и чего боятся?
3 марта 2021Россия «Мне казалось, что на всем свете я одна такая»Россиянка лишилась лица из-за пожара. Она провела жизнь в нищете и ненависти, но не сдалась
СегодняИз жизни «Одним утром я проснулась и поняла: блин, а я не в кино»История россиянки, которая переехала в Милан за любовью и нашла дело всей жизни
17:59 Меган Маркл обвинила королевскую семью во лжи и обещала рассказать всю правду
18:13 Сингапур запретит дизельные автомобили
18:03 Депутат от партии Порошенко заговорил по-русски и понес наказание
Сегодня «Это больше чем просто синяки на коже»Последствия коронавируса, войн и ошибок власти — в объективах лучших фотографов мира
СегодняМир «Есть вещи, которые нельзя совершать даже принцу»Саудовский принц нажил много врагов на пути к престолу. Теперь его обвиняют в убийстве одного из них
18:02 Россияне задолжали по ипотеке рекордные триллионы рублей
17:28 В работе сервисов «Яндекса» произошел сбой
17:54 Назван способ победить коронавирус в России за две недели
2 марта 2021Экономика Найдется всеВ России объявили войну неплательщикам налогов. Теперь россияне заплатят даже за чужие долги
3 марта 2021Путешествия Русский город любви Казаки возвели русский Париж с Эйфелевой башней на Урале. Зачем туда ехать туристам?
17:56 В мире появились «таинственные рейсы в неизвестность»
16:54 Культовый французский режиссер заявил об уходе из кино
17:32 Актер из «Мандалорца» вступилcя за Джину Карано и раскритиковал культуру отмены
3 марта 2021Силовые структуры «На меня смотрело какое-то жуткое существо»На свободу вышел Скопинский маньяк. Школьница рассказала, как была секс-рабыней в его бункере
3 марта 2021Культура Воспитание чувствУчительница-порнозвезда, полицейский-убийца и брошенный дом: что показали на Берлинском фестивале
17:52 В Госдуме предложили запретить аборты в частных клиниках
17:32 На Украине назвали условие «победы» над Россией
17:43 Россиянам напомнили о короткой рабочей неделе в марте
3 марта 2021Дом «У меня начались панические атаки»История российской семьи, которая купила квартиру и оказалась на улице
2 марта 2021Россия «Миллион на операцию мне самой не заработать»Только срочная операция вернет Сашу к нормальной жизни. Ей нужна ваша помощь
17:29 Угрозу цунами объявили в Новой Зеландии
17:37 Мужчина разгромил кувалдой аппарат для лазерной эпиляции в московском салоне
17:10 ЕС продлил санкции против Януковича
3 марта 2021 «Мы совершили все возможные ошибки»Все больше армян присоединяются к военным, требуя отставки Пашиняна. Почему он не намерен уходить?
Сегодня Porsche Taycan Cross Turismo: практичность на батарейкахЧем будет привлекать покупателей электрический универсал из Германии
17:31 Спецслужбы США депортировали россиянина по схеме вора в законе Япончика
16:57 Канделаки подняла на смех Самойлову за воровство идеи для рекламы косметики
16:54 Уникальное озеро России затопило нечистотами
СегодняРоссия «Мы были там, где нужны»В России миллионы людей стали волонтерами. Почему они помогают другим и не просят за это денег?
Сегодня Еженедельная викторина для автомобильных фанатов: выпуск 3Десять вопросов для тех, кто кое-что смыслит в автомобилях
17:20 Врач в Подмосковье вправил мальчику вывих с помощью конфеты
17:11 Захарова назвала заявление главы МИД Германии о Крыме дискредитирующим
16:47 Эксперты обсудили вопрос алкоголя по системе «все включено» в России
28 февраля 2021Силовые структуры «Я отказалась стать украшением для начальника»Самую красивую сотрудницу Росгвардии уволили после 11 лет службы. Ее травили завистливые коллеги
16 февраля 2021 ПромоЖелезные аргументыКакие ноутбуки и почему выбирают топ-менеджеры и бизнесмены по всему миру
16:40 Братья-бизнесмены потребовали удалить канал Навального с YouTube
17:01 В московском СИЗО покончил с собой обвиняемый в сексуальном насилии
16:38 Российские лыжницы выиграли серебро в эстафете на чемпионате мира
2 марта 2021Ценности «Почему я не сделала этого раньше?»Канье Уэст и Ким Кардашьян разводятся после семи лет брака. Как они будут делить нажитые миллионы?
2 марта 2021Интернет и СМИ «Все только и делают, что хвалят себя»Маск зовет на разговор Путина, Соловьева банят биониклы: что не так с нашумевшей соцсетью Clubhouse?
16:57 Актеры дубляжа создали видео с участием голосового ассистента ВТБ Онлайн
16:55 Вражда между Китаем и Тайванем дошла до ананасов
16:37 Своенравная кошка задержала отправление скоростного поезда на два часа
2 марта 2021Россия «Ну вы меня понимаете»Михаилу Горбачеву 90 лет. Что он говорил о США, перестройке, Ельцине и Иисусе Христе
2 марта 2021Культура Мама, анархияНастоящий шедевр, похмелье по юности и робот-любовник: как начался Берлинский фестиваль
16:23 Медики оказали помощь протестующим и были зверски избиты
16:47 Европе предсказали огромный всплеск безработицы
15:59 Вскрывшего скандальные пытки в ярославской ИК-1 Макарова задержали
1 марта 2021Путешествия «Господи, как же сложно!»Дикие условия, заледеневшие водопады и мороз: зачем туристам ехать на зимний Алтай
16:43 Объявлены цены на обновленный Haval H9 в России
16:32 Тихановская рассказала о попытке выйти на контакт с Кремлем
15:52 Путин пошутил про дворец
15:35 Известный блогер нашел альтернативу телу Ленина в центре Москвы
16:31 Россиян предупредили об аномальных холодах
16:29 Путин поддержал активное участие волонтеров в политике
16:29 Придуман реалистичный сверхсветовой двигатель
16:22 Мосгорсуд отменил приговор врачу Елене Мисюриной по делу о смерти пациента