Что значит "ядерный квадрупольный резонанс"

ЯДЕРНЫЙ КВАДРУПОЛЬНЫЙ РЕЗОНАНС (ЯКР) резонансное поглощение радиоволн, обусловленное квантовыми переходами ядер между энергетическими состояниями с различной ориентацией электрического квадрупольного момента ядра. Используется для определения квадрупольных моментов ядер, симметрии и структуры кристаллов.

(ЯКР), резонансное поглощение электромагнитной энергии в кристаллах, обусловленное переходами между энергетическими уровнями, образующимися в результате взаимодействия ядер, обладающих электрическим квадрупольным моментом, с электрическим кристаллическим полем . ЯКР является частным случаем ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в кристаллах. Так называемый «чистый» ЯКР наблюдается в отсутствии постоянного магнитного поля.

Взаимодействие квадрупольного момента ядра с неоднородным внутренним электрическим полем Е кристалла приводит к появлению энергетических состояний, соответствующих различным ориентациям ядерного спина S относительно кристаллографических осей. Радиочастотное магнитное поле, так же как и в случае ЯМР, вызывает вынужденные магнитные дипольные переходы между этими состояниями, что обнаруживается как резонансное поглощение электромагнитной энергии. Т. к. энергия квадрупольного взаимодействия изменяется в широких пределах в зависимости от свойств ядра и структуры кристалла, то частоты ЯКР лежат в диапазоне от сотен кгц до тысяч Мгц. Положение энергетических уровней не зависит от ориентации осей кристалла относительно прибора, что позволяет пользоваться поликристаллическими образцами. Аппаратура, применяемая для исследования ЯКР, принципиально не отличается от спектрометров ЯМР.

При исследовании ЯКР измерения в отсутствии постоянного магнитного поля H0 дополняются измерениями в поле H0 В зависимости от соотношения между энергией квадрупольного взаимодействия ядра с полем Е и энергией магнитного взаимодействия с полем H0 говорят о квадрупольном расщеплении линий ЯМР или о зеемановском расщеплении в ЯКР.

Метод ЯКР применяется в ядерной физике для определения квадрупольных моментов ядер. Методом ЯКР исследуются также симметрия и строение кристаллов, степень упорядоченности макромолекул и характер химической связи. Исследования кристаллов основанных на связи между структурой кристаллов и значениями градиентов поля Е. Если в случае ЯМР структура кристаллов определяет только возмущения зеемановских уровней, приводящие к уширению и расщеплению линий, то в случае ЯКР структура кристалла определяет сами резонансные частоты. Для ЯКР характерна сильная зависимость ширины линий от наличия дефектов в кристалле. Измерение ширины линий позволяет исследовать внутренние напряжения, присутствие примесей и явления упорядочения в кристаллах.

Лит.: Абрагам А., Ядерный магнетизм, пер, с англ., М., 1963; Гречишкин В. С., Ядерные квадрупольные взаимодействия в твердых телах, М., 1973; Семин Г. К., Бабушкина Т. А., Якобсон Г. Г., Применение ядерного квадрупольного резонанса в химии, Л., 1972.

Я́дерный квадру́польный резона́нс — 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 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 .

ЯКР — один из основных методов изучения динамической структуры кристаллов, так как подвижность атомов и дефекты кристаллической решётки влияют на частоту и форму линий ЯКР, а также на время ядерной квадрупольной спин-решёточной релаксации. ЯКР также предоставляет один из наиболее точных методов определения критической температуры фазовых переходов второго рода , так как характер изменений внутрикристаллических градиентов электрического поля очень чувствителен к параметру порядка , из-за чего на кривой зависимости частоты ЯКР от температуры при температуре перехода наблюдается излом, по характеру которого можно дополнительно определить температурную зависимость параметра порядка.