Classical models of NMR spectrum
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2018-2-13-19Keywords:
дипольное взаимодействие, ядерный магнитный резонанс, сплошная средаAbstract
NMR dipolar spectrum formation is considered for spin system under strong constant and uniform magnetic field. Numerical simulation of system dynamics uses 125 magnetic moments are in cube 5×5×5. The response on jump of longitudinal external field is simulated. Free induction decay lasts dirung spin-spin relaxation time, while the longitudinal magnetization also jumps. Fourier spectra of magnetization signals include the peaks near zero, Larmor and double-Larmor frequencies. It corresponds well with the quantum theory of magnetic resonance. The Heisenberg equations for spin deviation from saturation state are transformed into continuum magnetization equations. It takes into account the non-secular terms in dipolar Hamiltonian. Final nonlinear system permits the standing monochromatic wave solution. It also reproduces three main peaks in NMR spectrum.References
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.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
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.
