超分極
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超分極とは物質試料内の核スピンが熱平衡を遥かに超えて整列することを指す。
概要[編集]
スピンは、与えられた量子化軸に対しての可能な配向を持っている。粒子が外部磁場中にある場合、スピンに関連する磁気モーメントによって、これらの配向間にエネルギー差が生じる。これらのエネルギー差は、特定の原子とその分子環境において典型的である。これらのエネルギー差は基本的に分極すなわちそれぞれの配向の個体数差を発生させる。しかし、強い磁場下でも、エネルギー差は粒子の熱エネルギーに比べて非常に小さくなる。結果として生じる個体数差はボルツマン統計を用いて計算することができ、常に0.1%未満である。
しかし、核磁気共鳴分光法では、可能な限り大きな占有差が重要である。占有差が大きすぎると、吸収が誘導放出によって完全に打ち消され、試料が実質的に透明になってしまう。その結果、核磁気共鳴実験の感度は比較的低くなる。
1つ以上のスピン状態が、ボルツマン統計によって予測されるエネルギー差よりも著しく大きい資料は超分極と呼ばれる。