Yadro akustik rezonansi

Yadro akustik rezonansi yadro magnit rezonansi bilan chambarchas bog'liq bo'lgan hodisadir. Bu ultratovush va ultratovushli akustik to'lqinlardan magnit yoki elektr maydonlari natijasida yadro spinlarini o'zaro ta'siridan kelib chiqqan akustik nurlanishni aniqlash uchun 1 MHzdan 100 MHz gacha bo'lgan chastotalardan foydalanishni o'z ichiga oladi.^[1] Yadro akustik rezonansining tamoyillari ko'pincha yadro magnit-rezonansi bilan taqqoslanadi. Shuning uchun yadro akustik rezonansidan ob'ektlarni tasvirlash uchun ham foydalanish mumkin ^[2] Lekin, ko'p hollarda yadroviy akustik rezonans akustik to'lqinlarning yutilishi uchun namunalar ichida elektron spinlarini qo'zg'atish uchun yadro magnit rezonansining mavjudligini talab qiladi. Metalllardan tortib subatomik zarrachalargacha bo'lgan turli xil materiallarning akustik nurlanishining yutilishiga nisbatan eksperimental va nazariy tadqiqotlar orqali olib borilgan. Yadro akustik rezonansining eksperimental kuzatishlari birinchi marta 1963 yilda Alers va Fleury tomonidan qattiq alyuminiyda olingan.^[3]^[4]

Tarix[tahrir | manbasini tahrirlash]

Yadro akustik rezonansi birinchi marta 1952 yilda Semen Altshuler va Alfred Kastler ^[2] yadro spinlari bilan akustik bog'lanish ko'rinadigan bo'lishi kerakligini taklif qilgan. Bu sohadagi ixtisosligidan Altshuler 1955 yilda tajribalar natijasida yadroviy spin-akustik fonon o'zaro ta'sirini nazariya qildi. Tajribalar garchi bu keng tarqalgan tushuncha bo'lmasa ham fiziklarni metallardagi yadroviy akustik rezonans birikmasini shakllantirish va kuzatish mumkinligini taxmin qilishiga olib keldi,^[1] zamonaviy fiziklar yadro akustik rezonansining ko'plab xususiyatlarini muhokama qilmoqdalar. Ob'ektlardagi yadroviy akustik rezonans tushunchalari ko'plab fiziklar tomonidan nazariy jihatdan taxmin qilingan, ammo bu hodisaning birinchi kuzatuvi 1963 yilda qattiq alyuminiyda, uning tarqalishini kuzatish bilan birga birinchi tajriba yadrosi 1973 yilda yaratilgan. 1975 yilda suyuq galiyda akustik rezonans hodisasi o'rganilgan ^[3]^[4]^[5] Biroq, akustik spin rezonansining jihati 1966 yilda Bolef va Menes tomonidan indiy antimonid namunalari orqali kuzatilgan.

Yadro akustik rezonans nazariyasi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Yadro Spin va Akustik Radiatsiya[tahrir | manbasini tahrirlash]

Yadrolar atomlar ichidagi turli yadrolarning magnit va elektr xossalarigacha bo'lgan turli xossalari tufayli spinga aylanadi. Odatda bu spin yadroviy magnit rezonans sohasida qo'llaniladi, bu yerda tashqi RF (yoki o'ta yuqori chastota diapazoni) magnit maydoni ichki tizim ichidagi yadrolarni qo'zg'atish va rezonanslash uchun ishlatiladi. Bu, o'z navbatida, elektromagnit nurlanishning yutilishi yoki tarqalishiga imkon beradi va magnit-rezonans tomografiya uskunalariga tasvirlarni aniqlash va ishlab chiqarish imkonini beradi. Biroq, yadroviy akustik rezonans uchun, ichki yoki tashqi maydonlar ostida aylanish yo'nalishini aniqlaydigan energiya darajalari akustik nurlanish orqali o'tadi. Chunki akustik to'lqinlar ko'pincha 1 MHz va 100 MHz chastotalar orasida bo'ladi, ular odatda infratovush yoki ultratovush (eshitiladigan diapazondan yuqori chastotalar tovushi) sifatida tavsiflanadi. $20-20,000Hz$ ).

Yadro magnit rezonansi bilan taqqoslash[tahrir | manbasini tahrirlash]

Yadro magnit rezonansiga o'xshab yadro akustik rezonansi ham doimiy magnit maydon yoki turli chastotalar kabi tashqi manbalarni kiritadi va ikkala usulning natijalari turli o'zgaruvchilarda o'xshash ma'lumotlar to'plamlarini hosil qiladi. Yadro akustik rezonansi ichki spinga bog'liq o'zaro ta'sirlarni qo'zg'atishni o'z ichiga oladi, yadro magnit rezonansi esa tashqi magnit maydonlar bilan o'zaro ta'sirni bildiradi. Shu sababli, yadro akustik rezonansi faqat yadro magnit rezonansiga bog'liq emas va mustaqil ravishda ishlashi mumkin. Yadro akustik rezonansi yadro magnit rezonansini yaxshiroq o'rnini bosadigan bunday holatlarga elektromagnit to'lqinlarning kirib borishi va rezonanslanishi qiyin bo'lgan metallardagi rezonanslar kiradi, masalan, amorf metallar va qotishmalar, akustik to'lqinlar esa osongina o'tishi mumkin.

Yadro akustik rezonansining fizikasi[tahrir | manbasini tahrirlash]

Yadro akustik rezonansi yadro magnit rezonasidan ham, akustikadan ham kvant mexanikasi qonunlaridan foydalanishni o'z ichiga oladi, yadrolari nolga teng bo'lmagan burchak momentiga ( I) ega bo'lgan jismlarda akustik rezonans nazariyasini olish uchun, ${\sqrt {I(I+1)}}$ berilgan formuladan foydalaniladi. Elementlarda qaerda $I>1/2$ , yadrolar spinining xarakteristikasiga elektr to'rt qutbli moment deb ham ataladigan elektr momentlari ham kiradi. ( $Q$ eng zaif elektr momenti uchun). Bu daqiqa ( $I$ ) yadroga nisbatan atrofdagi zaryadlar natijasida yadro ichidagi elektr maydon gradientlariga ta'sir qiladi. Aslida, yadro akustik rezonansini qo'zg'atish uchun ishlatiladigan yadro magnit rezonansining natijalari ta'sir qiladi.^[6]

<ref name=":0">Bolef, Dan. Nuclear Acoustic Resonance. San Diego: Academic Press Limited, 1993 — 3 bet. ISBN 978-0-12-111250-9.

↑ ^1,0 ^1,1 Bolef, Dan. Nuclear Acoustic Resonance. San Diego: Academic Press Limited, 1993 — 3 bet. ISBN 978-0-12-111250-9.
↑ ^2,0 ^2,1 Henderson, Ross M. (1997-05-02). „Essential physics of nuclear acoustic resonance imaging“. Medical Imaging 1997: Physics of Medical Imaging. 3032-jild. International Society for Optics and Photonics. 142–153-bet. Bibcode:1997SPIE.3032..142H. doi:10.1117/12.273979.
↑ ^3,0 ^3,1 Leisure, R. G.; Hsu, D. K.; Seiber, B. A. (1973-06-25). „Nuclear-Acoustic-Resonance Absorption and Dispersion in Aluminum“. Physical Review Letters. 30-jild, № 26. 1326–1329-bet. Bibcode:1973PhRvL..30.1326L. doi:10.1103/physrevlett.30.1326. ISSN 0031-9007.
↑ ^4,0 ^4,1 Buttet, J.; Gregory, E. H.; Baily, P. K. (1969-11-03). „Nuclear Acoustic Resonance in Aluminum Via Coupling to the Magnetic Dipole Moment“. Physical Review Letters. 23-jild, № 18. 1030–1032-bet. doi:10.1103/physrevlett.23.1030. ISSN 0031-9007.
↑ M.J. Reusche, E.J. Unterhorst (23 March 1975). „Nuclear Acoustic Resonance in a Liquid Metal“. Physics Letters A. 51-jild, № 5. 275–276-bet. Bibcode:1975PhLA...51..275R. doi:10.1016/0375-9601(75)90445-4.
↑ Bleaney, B.; Gregg, J. F. (1987). „Enhanced Nuclear Acoustic Resonance: Some Theoretical Considerations“. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 413-jild, № 1845. 313–327-bet. Bibcode:1987RSPSA.413..313B. doi:10.1098/rspa.1987.0117. ISSN 0080-4630. JSTOR 2398046.

[:0-1] 1,0 ^1,1 Bolef, Dan. Nuclear Acoustic Resonance. San Diego: Academic Press Limited, 1993 — 3 bet. ISBN 978-0-12-111250-9.

[:1-2] 2,0 ^2,1 Henderson, Ross M. (1997-05-02). „Essential physics of nuclear acoustic resonance imaging“. Medical Imaging 1997: Physics of Medical Imaging. 3032-jild. International Society for Optics and Photonics. 142–153-bet. Bibcode:1997SPIE.3032..142H. doi:10.1117/12.273979.

[:2-3] 3,0 ^3,1 Leisure, R. G.; Hsu, D. K.; Seiber, B. A. (1973-06-25). „Nuclear-Acoustic-Resonance Absorption and Dispersion in Aluminum“. Physical Review Letters. 30-jild, № 26. 1326–1329-bet. Bibcode:1973PhRvL..30.1326L. doi:10.1103/physrevlett.30.1326. ISSN 0031-9007.

[:5-4] 4,0 ^4,1 Buttet, J.; Gregory, E. H.; Baily, P. K. (1969-11-03). „Nuclear Acoustic Resonance in Aluminum Via Coupling to the Magnetic Dipole Moment“. Physical Review Letters. 23-jild, № 18. 1030–1032-bet. doi:10.1103/physrevlett.23.1030. ISSN 0031-9007.

[:3-5] M.J. Reusche, E.J. Unterhorst (23 March 1975). „Nuclear Acoustic Resonance in a Liquid Metal“. Physics Letters A. 51-jild, № 5. 275–276-bet. Bibcode:1975PhLA...51..275R. doi:10.1016/0375-9601(75)90445-4.

[6] Bleaney, B.; Gregg, J. F. (1987). „Enhanced Nuclear Acoustic Resonance: Some Theoretical Considerations“. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences. 413-jild, № 1845. 313–327-bet. Bibcode:1987RSPSA.413..313B. doi:10.1098/rspa.1987.0117. ISSN 0080-4630. JSTOR 2398046.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]