Я́дерный магни́тный резона́нс (ЯМР) — резонансное поглощение или излучение электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, на частоте ν, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер.
Фи́зика твёрдого те́ла — раздел физики конденсированного состояния, задачей которого является описание физических свойств твёрдых тел с точки зрения их атомного строения. Интенсивно развивалась в XX веке после открытия квантовой механики. Развитие стимулировалось широким спектром важных задач прикладного характера, в частности, развитием полупроводниковой техники.
Релакса́ция — процесс установления термодинамического, а следовательно, и статистического равновесия в физической системе, состоящей из большого числа частиц.
Магно́н — квазичастица, соответствующая элементарному возбуждению системы взаимодействующих спинов. В кристаллах с несколькими магнитными подрешётками могут существовать несколько сортов магнонов, имеющих различные энергетические спектры. Магноны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Магноны взаимодействуют друг с другом и с другими квазичастицами. Существование магнонов подтверждается экспериментами по рассеянию нейтронов, электронов и света, которое сопровождается рождением или уничтожением магнона.
Эдуард Миллс Пёрселл — американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 1952 году «за развитие новых методов для точных ядерных магнитных измерений и связанные с этим открытия».
Термодинами́ческая систе́ма — физическое тело (совокупность тел), способное (способных) обмениваться с другими телами (между собой) энергией и (или) веществом; выделяемая (реально или мысленно) для изучения макроскопическая физическая система, состоящая из большого числа частиц и не требующая для своего описания привлечения микроскопических характеристик отдельных частиц, «часть Вселенной, которую мы выделяем для исследования». Единицей измерения числа частиц в термодинамической системе обычно служит число Авогадро (примерно 6·1023 частиц на моль вещества), дающее представление, о величинах какого порядка идёт речь. Ограничения на природу материальных частиц, образующих термодинамическую систему, не накладываются: это могут быть атомы, молекулы, электроны, ионы, фотоны и т. д.. Любой земной объект, видимый невооружённым глазом или с помощью оптических приборов (микроскопы, зрительные трубы и т. п.), можно отнести к термодинамическим системам: «Термодинамика занимается изучением макроскопических систем, пространственные размеры которых и время существования достаточны для проведения нормальных процессов измерения». Условно к макроскопическим системам относят объекты с размерами от 10−7 м (100 нм) до 1012 м.
Джон Хазбрук Ван Флек — американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 1977 года.
Морис Гольдман — французский физик, ученик Анатоля Абрагама.
Вадим Александрович Ацаркин — российский физик.
Анато́ль Абрага́м — французский физик. Оказал влияние на теорию электронного и ядерного магнитного резонанса, благодаря своим открытиям и образовательной деятельности. В области ядерного магнитного резонанса (ЯМР) он построил математически строгую и понятную теорию. Многие учёные в этой области считаются его учениками, многим он известен как «великан магнитного резонанса».
Ви́ктор-Андре́й Станисла́вович Борови́к-Рома́нов — советский и российский физик. Академик АН СССР по Отделению общей физики и астрономии, специализация «физика и астрономия» с 1972 г. Член Бюро Отделения общей физики и астрономии (1996—1997), зам. академика-секретаря Отделения (1996—1997).
Спиновое эхо — это спонтанное возникновение сигнала ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса через некоторое время после подачи на образец последовательности импульсов радиочастотного поля.
Спектроскопи́я я́дерного магни́тного резона́нса, ЯМР-спектроскопия — спектроскопический метод исследования химических объектов, использующий явление ядерного магнитного резонанса. Явление ЯМР открыли в 1946 году американские физики Феликс Блох и Эдуард Пёрселл. Наиболее важными для химии и практических применений являются спектроскопия протонного магнитного резонанса (ПМР-спектроскопия), а также спектроскопия ЯМР на ядрах углерода-13, фтора-19, фосфора-31. Если элемент обладает нечетным порядковым номером или изотоп какого-либо элемента имеет нечетное массовое число, ядро такого элемента обладает спином, отличным от нуля. Из возбужденного состояния в нормальное, ядра могут возвращаться, передавая энергию возбуждения окружающей среде-«решетке», под которой в данном случае понимаются электроны или атомы другого сорта, чем исследуемые. Этот механизм передачи энергии называют спин-решеточной релаксацией, его эффективность может быть охарактеризована постоянной T1, называемой временем спин-решеточной релаксации.
Эффект Оверхаузера — увеличение поляризации ядерной магнитной системы и, как следствие, ядерного магнитного резонанса при насыщении электронного парамагнитного резонанса. Предсказан в 1953 г. А. Оверхаузером для взаимодействия спиновых систем электронов проводимости и ядер в металлах.
Я́дерный квадрупо́льный резона́нс (ЯКР) — резонансное поглощение радиоволн, обусловленное квантовыми переходами ядер между энергетическими состояниями с различной ориентацией электрического квадрупольного момента ядра в связи с наличием градиентов электрического поля в кристаллах. В отличие от ядерного магнитного резонанса (ЯМР) чистый ЯКР может наблюдаться и в отсутствие внешнего магнитного поля. Используется для определения квадрупольных моментов ядер, симметрии и структуры кристаллов. ЯКР может возникать также при резонансном поглощении ультразвука, модулирующего ядерные квадрупольные взаимодействия, что позволяет исследовать ядерное квадрупольное спин-решёточное взаимодействие.
Евгений Акимович Туров — советский и российский физик, доктор физико-математических наук (1964), профессор (1966), член-корреспондент РАН (1991), заслуженный деятель науки РСФСР (1992).
Акустический парамагнитный резонанс — явление резонансного поглощения звука в парамагнетиках. Происходит при совпадении частоты звука с частотой квантовых переходов между магнитными подуровнями атомов или ядер с неравными нулю магнитными моментами. Было открыто С. А. Альтшулером в 1952 г. Для обнаружения явления акустического парамагнитного резонанса используются насыщение обычного магнитного резонанса и оптические методы. На основе явления акустического парамагнитного резонанса созданы эффективные методы исследования энергетического спектра спин-системы и электронной структуры твёрдых тел. Важным преимуществом метода является возможность получения прямой и детальной информации о спин-фононных взаимодействиях и механизмах спин-решёточной релаксации. Возможно создание квантовых усилителей и генераторов гиперзвука.
Георгий Викторович Скроцкий (1915—1992) — советский и российский учёный и педагог в области теоретической физики, организатор науки, доктор физико-математических наук (1961), профессор (1963).
Взаимодействие между магнитными моментами парамагнитных частиц в веществе или ядер и упругими колебаниями окружающей их среды (фононами). Различают электронное спин-фононное взаимодействие и ядерное спин-фононное взаимодействие.
Продо́льная релакса́ция (Спин-решёточная релаксация) — релаксационный процесс (эффект) ядерного магнитного резонанса (ЯМР) установления равновесия между спиновой системой и тепловыми колебаниями решётки, описываемый уравнением: dMz/dt=(M0 — Mz)/T1. Где: T1 — время, требуемое для создания равновесной намагниченности (M0) после включения внешнего магнитного поля (время продольной, спин-решёточной релаксации), которое характеризует изменение со временем продольной составляющей компоненты намагниченности; величина 1/T1 — константа скорости перехода возмущённой системы в равновесное состояние; Mz — величина новой равновесной намагниченности, а, то есть, функция времени продольной релаксации. Изменение z-компоненты макроскопической намагниченности подчиняется данному дифференциальному уравнению первого порядка. Этот процесс играет важную роль при наблюдении некоторых резонансных явлений, при которых макроскопическая намагниченность не поворачивается на 180° в отрицательном направлении оси z при наложении полей с малыми амплитудами — B1, а только отклоняется на малый угол α. Следовательно, даже в момент резонанса намагниченность по оси z сохраняется, поскольку система стремится сохранить нормальное больцмановское распределение путём релаксации. Также этот процесс может быть записан обратными спиновыми температурами, учитывая, что она пропорциональна ядерной намагниченности системы: dαI/dt =αL — αI/T1, где: αI — обратная спиновая температура, αL=ħ/(kБTL) — обратная температура решётки, kБ — постоянная Больцмана, TL — температура решётки, T1 — время спин-решёточной релаксации; и данное уравнение является обратным уравнению, описывающему продольную релаксацию.