Классические модели ЯМР спектра
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-2-13-19Ключевые слова:
дипольное взаимодействие, ядерный магнитный резонанс, сплошная средаАннотация
Рассматривается формирование дипольного спектра ЯМР в системе спинов, находящейся в сильном постоянном и однородном магнитном поле. На базе классического подхода выполнено численное моделирование динамики системы 125 магнитных моментов, расположенных в узлах куба 5×5×5. При численном моделировании отклика системы на скачок внешнего поля наблюдается спад свободной индукции за время спин-спиновой релаксации и скачок продольной компоненты намагниченности. В Фурье спектрах сигналов намагниченности наблюдаются пики вблизи ларморовской, а также нулевой и удвоенной ларморовской частоты, что находится в полном соответствии с квантовой теорией магнитного резонанса. На основе квантово-механических уравнений динамики спиновых отклонений от состояния насыщения построена система нелинейных уравнений, описывающих намагниченность сплошной среды с учётом несекулярных слагаемых в гамильтониане дипольного взаимодействия. Полученные уравнения допускают решение в виде стоячих монохроматических волн намагниченности. При этом воспроизводятся три основных пика в структуре спектра ЯМР.Библиографические ссылки
Abragam A. The principles of nuclear magnetism. Oxford, UK: Clarendon Press, 1961. 599 p.
Slichter P. D. Principles of Magnetic Resonance. Springer Series in Solid-State Sciences, Book 1 (3rd ed). New York: Springer. 1990. 658 p.
Pake G. E. Nuclear resonance absorption in hydrated crystals: fine structure of the proton line. Journal of Chemical Physics, 1948, vol. 16, pp. 327–336.
Hogben H. J., Krzystyniak M., Charnock G. T. P., Hore P. J., Kuprov I. Spinach – a software library for simulation of spin dynamics in large spin systems. Journal of Magnetic Resonance, 2008, vol. 208, no. 2, pp. 179–194.
Jensen S. J. K., Platz O. Free-induction-decay shapes in a dipolar-coupled rigid lattice of infinite nuclear spins. Physical Review B, 1973, vol. 7, 31.
Lundin A. A., Zobov V. E. Simulation of the nuclear magnetic system of a crystal by the system of classical magnetic moments. Journal of Magnetic Resonance, 1977, vol. 26, no. 2, pp. 229–235.
Elsayed T. A., Fine B. V. Effectiveness of classical spin simulation for describing NMR relaxation of quantum spins. Physical Review Letters, 2015, vol. 91, 094424.
Henner V. K., Klots A., Belozerova T. Simulation of Pake doublet with classical spins and correspondence between the quantum and classical approaches. European Physical Journal B, 2016, vol. 89, 264.
Kaganov M. I., Chubukov A. V. Interacting magnons. Soviet Physics Uspekhi, 1987, vol. 30, pp. 1015–1040.
Giorgadze N. P., Khomeriki R. R. Weakly nonlinear magnetization waves in nuclear spin systems with dipole-dipole interaction. Physics of the Solid State, 1995, vol. 37, pp. 504–507.
Belozerova T. S., Demenev A. G., Henner V. K., Kharebov P. V., Khenner E. K., Sumanasekera G. U. Use of supercomputer for modeling coherent processes in magnetic nanostructures. Computational Materials Science, 2015, vol. 102, pp. 228–233.
Dyson F. J. General theory of spin-wave interactions. Physical Review, 1956, vol. 102, pp. 1217–1231.
Maleev S. V. Scattering of slow neutrons in ferromagnets. Soviet Physics JETP, 1958, vol. 6 (33), no. 4, pp. 776–784.
Rabinovich M. I., Trubetskov D. I. Oscillations and waves in linear and nonlinear systems. Amsterdam: Springer, 1989. 578 p.
Aharoni A. Introduction to the theory of ferromagnetism. Oxford: Clarendon Press, 2001. 336 p.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
