Спиновое эхо - явление повторного возникновения сигналов ядерной
или электронной магн. индукции, обусловленное фазировкой спиновых магн.
моментов под действием радиочастотных импульсов. Простейший вид С. э. открыт
Э. Ханом (Е. Hahn) в 1950. Образец, содержащий ядра со спином
и гиромагн. отношением,
помещают в пост. магн. поле Н и подвергают действию радиочастотных импульсов
линейно поляризованного магн. поля,
удовлетворяющего условиям ядерного магнитного резонанса (ЯМР):
;. Удобно
перейти в систему координат, вращающуюся с частотой w вокруг оси
в ту же сторону, что и ларморовская прецессия ядерных спинов. В этой системе
координат циркулярно поляризованная в указанном направлении компонента
радиочастотного поля становится статической и определяет направление оси
х. Равновесная ядерная намагниченность М, первоначально
направленная вдоль Н, после включения поля Н1
начинает прецессировать вокруг него с угл. частотой
и через время
оказывается направленной вдоль оси у (рис., а). В этот момент первый
импульс РЧ-поля (-импульс)
выключается.
Спиновое эхо в неоднородном магнитном поле (вращающаяся система координат): а - поворот намагниченности М под действием-импульса; б - расфазировка спинов, имеющих различные частоты прецессии, и их повторная фазировка после -импульса.
Последующая прецессия вектора М вокруг Н в плоскости ху наводит в приёмной катушке спектрометра ЯМР сигнал свободной индукции. Со временем этот сигнал затухает (поперечная релаксация), т. к. ядерные спины находятся в разных локальных магн. полях и, как следствие, имеют различающиеся частоты прецессии. Это связано как с неоднородностью внеш. магн. поля Я, так и с внутр. магн. полями, создаваемыми ядрами друг на друге. Эфф. время поперечной релаксации , где DH - ширина линии ЯМР. Если локальные поля постоянны во времени (напр., обусловлены неоднородностью поля Н), то прецессия спинов оказывается обратимой и возможно наблюдение С. э. На рис. (б)показаны траектории движения двух ядерных спинов. Угл. частоты их прецессии отличаются от со на малые величины и равны соответственно и , поэтому во вращающейся системе координат они поворачиваются в плоскости ху за время т на углы иот оси у. Если теперь подать на оОразец второй радиочастотный импульс, аналогичный первому, но с длительностью t2 = 2t1 (-импульс), то спины повернутся вокруг оси х на угол и займут положения и . Двигаясь затем с прежними угл. скоростями и в том же направлении, оба спина спустя время t после второго импульса одновременно достигнут направления -у, т. е. произойдут фазировка ядерных магн. моментов и повторное появление сигнала индукции. Описанный механизм С. э. действует при условии t1,, что эквивалентно требованию.
В действительности восстановление сигнала свободной индукции методом С. э. не может быть полным: потери обусловлены зависящими от времени внутр. локальными полями. Зависимость величины сигнала С. э. от времени позволяет измерять истинное время поперечной релаксации Т2. Так же исследуют структуру спектров ЯМР, скрытую неоднородным уширением.
Существуют разл. модификации описанного варианта С. э. Трёхимпульсное С. э. делает возможным измерять наряду с Т2 время продольной релаксации Т1. Многоимпульсные когерентные методы позволяют на неск. порядков повысить чувствительность и разрешающую способность ЯМР-спектроскопии.
Методы С. э. используют также в ядерном квадрупольном резонансе и электронном парамагнитном резонансе, хотя при этом трудно выполнить условие . Большим своеобразием отличается С. э. в ферромагнетиках и антиферромагнетиках.
Явления, аналогичные С. э., характерны и для систем иной природы, обладающих дискретным набором квантовых энергетич. уровней, уширенных статическими случайными полями. Известны, в частности, фотонное эхо ,поляризац. эхо, фононное эхо и др.
В. А. Ацаркин
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.