Rabiho rezonanční metoda - Rabi resonance method

Rabiho rezonanční metoda je technika vyvinutá Isidor Isaac Rabi pro měření jaderné rotace. Atom je umístěn ve statickém magnetickém poli a kolmém rotujícím magnetickém poli.

Zde představujeme klasickou léčbu.

Teorie

Když pouze statické magnetické pole (B₀) je zapnutá, odstřeďování bude preces kolem toho s Larmorova frekvence ν₀ a odpovídající úhlová frekvence je ω₀.

Podle mechaniky je pohybová rovnice rotace J:

${ displaystyle { frac {d { vec {J}}} {dt}} = { vec { mu}} krát { vec {B}}}$

${ displaystyle { vec { mu}} = g { frac { mu _ {B}} { hbar}} { vec {J}} = gamma { vec {J}}}$

kde μ je magnetický moment.

g je g-faktor, který je bezrozměrný a odráží vliv prostředí na rotaci.

Řešení dává úhlovou frekvenci (Larmorova frekvence ) s magnetickým polem směřujícím na osu z:

${ displaystyle omega _ {0} = - { frac { gamma} { hbar}} B_ {0}}$

Znaménko minus je nutné. Odráží to, že J se otáčí v levé ruce, když palec ukazuje jako H pole.

při zapnutí rotujícího magnetického pole (B_R), s úhlovou frekvencí ω. V rotujícím rámu rotujícího pole je pohybová rovnice:

${ displaystyle { frac {d { vec {J_ {R}}}} {dt}} = { frac {d { vec {J}}} {dt}} - { vec {J}} krát { vec { omega}}}$

nebo

${ displaystyle { frac {d { vec {J_ {R}}}} {dt}} = { frac { gamma} { hbar}} { vec {J}} krát ({ vec { B_ {0}}} + { vec {B_ {R}}}) - { vec {J}} časy { vec { omega}}}$

-li ${ displaystyle { frac { gamma} { hbar}} B_ {0} = omega}$, statické pole bylo zrušeno a pouze „spící“ rotační rámec. a rotace je nyní precesní kolem H_R s úhlovou frekvencí Frekvence Rabi

${ displaystyle omega _ {R} = { frac { gamma} { hbar}} B_ {R}}$

Protože rotující pole je kolmé na statické pole. rotace v rotujícím rámu je nyní schopná klopení mezi nahoru a dolů.

zametáním ω_R, lze získat maximální převrácení a určit magnetický moment.

Experiment

Nastavení experimentu obsahuje 3 části: nehomogenní magnetické pole vpředu, rotující pole uprostřed a další nehomogenní magnetické pole na konci.

Atomy po průchodu prvním nehomogenním polem se rozdělí na 2 paprsky odpovídající stavu roztočení a roztočení. Vyberte jeden paprsek (například stav roztočení) a nechte jej projít rotujícím polem. Pokud má rotující pole frekvenci (ω) rovnou Larmorově frekvenci, bude produkovat vysokou intenzitu druhého paprsku (stav otáčení dolů). Zametením frekvence k dosažení maximální intenzity lze zjistit Larmorovu frekvenci a magnetický moment atomu.

Odkazy a poznámky

https://web.archive.org/web/20160325004825/https://www.colorado.edu/physics/phys7550/phys7550_sp07/extras/Ramsey90_RMP.pdf

Viz také

• Frekvence Rabi
• Rabiho cyklus
• Rabiho problém