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.
Моле́кула — электрически нейтральная частица, образованная из двух или более связанных атомов.
А́томное ядро́ — центральная часть атома, в которой сосредоточена основная его масса. Ядро заряжено положительно, заряд ядра определяет химический элемент, к которому относят атом. Размеры ядер различных атомов составляют несколько фемтометров, что более чем в 10 тысяч раз меньше размеров самого атома. Атомные ядра изучает ядерная физика.
Физи́ческая хи́мия — раздел химии, наука об общих законах строения, структуры и превращения химических веществ. Исследует химические явления с помощью теоретических и экспериментальных методов физики. Наиболее обширный раздел химии.
Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — физическое явление, открытое Евгением Константиновичем Завойским в Казанском государственном университете. На основе этого явления был развит метод спектроскопии, который зарегистрирован в Государственном реестре научных открытий СССР как научное открытие № 85 с приоритетом от 12 июля 1944 года.
Эффе́кт Мёссба́уэра или я́дерный га́мма-резона́нс — испускание или поглощение гамма-квантов атомными ядрами в твёрдом теле, не сопровождающееся изменением колебательной энергии тела, то есть испусканием или поглощением фононов.
Гиперзвук — упругие волны с частотами от 109 Гц. По физической природе гиперзвук не отличается от звуковых и ультразвуковых волн. Гиперзвук часто представляют как поток квазичастиц — фононов.
Прото́нный магни́тный резона́нс (ПМР) — аналитический метод в органической химии, использующийся для определения структуры молекул. Является подвидом ядерного магнитного резонанса на ядрах 1Н.
Сверхто́нкая структу́ра — расщепление спектральных линий вследствие взаимодействия электронной оболочки атомов со спином ядра, а также вследствие существования различных изотопов элементов, отличающихся массой и магнитным моментом ядра.
Семён Алекса́ндрович Альтшу́лер — советский физик, член-корреспондент АН СССР (1976), профессор.
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.
Вади́м Серге́евич Гречи́шкин — советский и российский физик, доктор физико-математических наук, заслуженный деятель науки Российской Федерации (1992).
Резонансный структурный анализ - метод исследования атомной и магнитной структуры твёрдых тел при помощи использования эффекта Мёссбауэра. Исследование электронных состояний в кристалле данным методом основано на том, что изомерный сдвиг линии спектра источника и поглотителя определяется разностью электронной плотности на ядрах источника и поглотителя. Определение величины и ориентировки электрических и магнитных полей в кристаллах данным методом основано на влиянии электрических и магнитных полей кристалла на квадрупольный момент ядер. Характеристическими величинами при резонансном структурном анализе являются изомерный сдвиг линии поглощения, квадрупольное расщепление линии и значение величины внутреннего эффективного поля на ядрах резонансного изотопа.
Ферромагни́тный резона́нс — одна из разновидностей электронного магнитного резонанса.
Магни́тный резона́нс — собирательное название ряда физических процессов:
- Протонный магнитный резонанс — аналитический метод в органической химии, использующийся для определения структуры молекул.
- Циклотронный резонанс — явление поглощения или отражения электромагнитных волн проводниками, помещёнными в постоянное магнитное поле, на частотах равных или кратных циклотронной частоте носителей заряда.
- Ферромагнитный резонанс — возбуждение во всём объёме образца колебаний однородной прецессии вектора намагниченности, вызываемых магнитным СВЧ-полем, перпендикулярным постоянному намагничивающему полю.
- Электронный парамагнитный резонанс — резонансное поглощение электромагнитного излучения неспаренными электронами.
- Ядерный квадрупольный резонанс — 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.
- Ядерный магнитный резонанс — резонансное поглощение или излучение электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, на частоте ν, обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер.
Ме́тод ЯМР с и́мпульсным градие́нтом магни́тного по́ля — экспериментальный метод в ЯМР, позволяющий получить непосредственную информацию о перемещениях молекул в пространстве.
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.
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.
