Ядерное размагничивание

Г. ЯДЕРНОЕ РАЗМАГНИЧИВАНИЕ И ОРИЕНТАЦИЯ ЯДЕР ) [c.596]

Методами адиабатного и ядерного размагничивания в настоящее время достигнуты температуры порядка 10-5 °С. [c.238]

Пример (53 ). Ядерное размагничивание (533). [c.513]

Ядерное размагничивание. Результаты данного выше рассмотрения вопроса об охлаждении методом адиабатического размагничивания парамагнитных солей можно резюмировать следующим образом. Если исходить из рис. 15.10, то конечная достигаемая температура Гг определяется соотношением В/Г = = Вд/Гг, т. е. [c.533]

Следовательно, при низкой температуре изменение температуры может быть велико обратно пропорционально четвертой степени температуры. Однако в соответствии с третьим началом термодинамики при температуре, близкой с О К, х перестает зависеть от температуры и магнитокалорический эффект исчезает. Предельно низкие температуры, которые можно получить методом адиабатного размагничивания парамагнитных солей, определяются силами взаимодействия между электронными спинами (диполь-дипольного, обменного и т. д.). Как только температура тела будет настолько понижена, что под действием сил взаимодействия возникнет упорядочение в расположении элементарных магнетиков, метод адиабатного размагничивания перестанет действовать. В настоящее время получена предельно низкая для этого метода температура 0,001 К. Вообще, чем более низкую температуру надо получить, тем более слабые взаимодействия необходимо использовать в рабочем веществе. Поэтому другой путь в приближении к О К лежит через использование ядерного магнетизма. В этом случае силы взаимодействия будут проявляться лишь при 10" К. Этим методом удается получить спиновые температуры порядка 10 К . [c.195]

Указанным способом удается получить температуры порядка 10 ° К, если предварительное охлаждение производят до температур порядка 1° К. Для получения еще более низких температур применяется метод ядерного адиабатического размагничивания. [c.7]

На рис. 15.10 показан случай, когда начальная температура Т1 = 1 К, а б = 10 кГс образец охлаждается до температуры 0,01 °К. Предел, до которого можно понизить температуру образца, используя метод адиабатического размагничивания, ограничивается собственным расщеплением спиновых энергетических уровней в нулевом поле, т е. расщеплением, которое имеет место в отсутствие внешнего магнитного поля. Расщепление в нулевом поле может быть вызвано электростатическим взаимодействием данного иона с другими ионами кристалла, взаимодействием между магнитными моментами ионов илн, наконец, взаимодействием ядерных моментов. В случае, показанном на рис. 15.10, расщепление спиновых уровней в нулевом поле считается обусловленным некоторым эквивалентным внутренним магнитным полем (эффективным локальным полем напряженность которого принята равной 100 Гс. В случае, показанном на рис. 15.8, такое расщепление в нулевом поле уменьшает энтропию в точках а и с сильнее, чем меньшие расщепления, вызываемые внешним полем в результате конечная температура оказывается не столь низкой, как была бы в отсутствие / д. [c.533]

Это объяснение подтверждается далее другим экспериментом [5] (опыт В), в котором вектор ядерной намагниченности до размагничивания был ориентирован антипараллельно полю путем очень быстрого (доли микросекунды) обраш,ения приложенного поля. В этом случае состояние в сильном поле описывается отрицательной температурой, и опять оказалось, что размагничивание является обратимым процессом. При возвращении образца в зазор магнита ядерная намагниченность была все еще антипараллельной полю. Объяснение этого опыта вполне аналогично предыдущему, за исключением того, что знак спиновой температуры изменяется на отрицательный. [c.144]

И когда в 1926 г. Камерлинг-Оннес, как мы уже говорили выше, с помощью мощных насосов откачал жидкий Не до температуры Т = 0,7 К, то это казалось уже окончательным пределом возможного. Но в этом же году Пьер Дебай предложил совершенно иной метод достижения низких температур, основанный на температурном эффекте адиабатического размагничивания парамагнитных солей (см. том 1, задача 26). С помощью этого метода удалось дойти до уровня тысячных долей фа-дуса, а использование в тех же целях ядерного спинового магнетизма, не связанного с ограничением на температуру Кюри, позволило получить к настоящему времени температуры, измеряемые уже миллионными долями градуса Кельвина, [c.175]

Некоторые элементы, такие как медь, кобальт и др., имеют существенный ядерный магнитный момент. Этот момент меньше, чем у ионов парамагнитных солей, примерно в 2000 раз. Поэтому малейшее тепловое движение нарушает ориентацию в магнитном поле ядерных осей вращения. В связи с этим ядерное намагничивание удается производить только при температурах, значительно меньших, чем 1 К. Обычно исходная температура при ядерном намагничивании (размагничивании) равна [c.36]

Первое условие выполняется для многих ионов группы железа и редких земель. Оно не выполняется для элементов, обладающих ядерным спином, поскольку ядерные магнитные моменты примерно в 1000 раз меньше электронных, так что ядерное размагничивание может быть успешным либо при использовании магнитных полей нанрянгенностью по крайней мере в W эрстед, либо при использовании исходных температур порядка 0,01° К. [c.426]

О ВОЗМОЖНОСТИ ядерного размагничивания. Наинизшие температуры, которые могут быть достигнуты методом адиабатического размагничивания парамагнитных солей, по-видимому, порядка 10 °К предел обусловлен взаимодействием между ионами (см. и. 4.). Разбавлением можно уменьшить взаимодействие, но одновременно уменыиается теплоемкость на единицу объема. Гортер [333] и независимо Кюрти п Симон [601 высказали предположение о том, что путем адиабатического размагничивания веществ, которые содержат атомы, обладающие ядерныдг магнитным моментом, можно но.лучить существенно более низкие температуры. [c.596]

При экспериментах по каскадному размагничиванию, выполиявигихся до сих пор (они были описаны в н. 80), исходная температура второй ступени всегда была порядка 0,1" К. Ыаивыспгио поля, которые можно иметь в своем распоряжении в настоящее время ( i r. п. 22), имеют величину порядка 10 эрстед, так что исходная температура ядерного размагничивания должна лежать, во всяком случае, не выше 0,01 К. Прн этой температуре проблема передачи тепла между обеими ступенями (при открытом положении теплового ключа) пока еще не пашла удовлетворительного решения. Главную трудность представляет не техглоироводпост . садюго ключа, а тепловые контакты между ключом и ступенями (см. и. 80). Значения коэффициента в равенстве [c.597]

Все онисанные здесь методы могут дать результаты, существенные с точки зрения ядерной физики, однако только метод внешнего поля может привести к успешному ядерному размагничиванию ). [c.600]

На рис. 4 показана припциппальная схема К. ядерного размагничивания меди. Ядернаи ступень, помещённая в поле л 80 кЭ, охлаждается мощным К. растворения до 7 10 мК. Затем размыкается сверхпроводящий тепловой ключ и осуществляется размагничивание (в течение 2—10 ч). За это время в системе успевает установиться тепловое равновесие и охладиться экспериментальная камера. Т. о. удаётся охладить камеру, содержащую сверхтекучий Не, до Г 100 мкК. [c.495]

К. Идея понижения температуры при ядерном размагничивании была высказана К. Гортером и независимо от него Н. Кюрти и Ф. Симоном в 1934 г. В 1956 г. Кюрти осуществил эту идею на практике. [c.36]

Размагничиванием парамагнитных веществ достигнуты температуры 10 3 К. Дальнейший прогресс в получеиии низких температур связан с демагнетизацией ядерных спинов. Предварительное намагничивание ядерных спинов требует особенно сильных внешних полей и представляет собой сложную техническую задачу. На этом пути удалось получить температуру, отличающуюся от абсолютного нуля всего на 10 К [c.164]

В опытах Курти размагничивалось ядро меди. Медь обладает ядерным моментом. Предварительное охлаждение до 0,01°К осуществлялось адиабатическим размагничиванием. См, статью N. Kurti и др. В журнале Natures, v. 178, 1956, p. 450 [c.128]

Гелий при атм. давлении остаётся жидким вплоть до абс. нуля темп-ры (см. Гелий жидкий). Однако при откачке паров жидкого Не (природного изотопа гелия) обычно не удаётся получить темп-ру существенно ниже 1 К, даже применяя очень мовдные насосы (этому мешают чрезвычайно малая упругость насыщ. паров Не и его сверхтекучесть). Откачкой паров изотопа Не (Гц = = 3,2 К) удаётся достичь темп-р 0,3 К. Область темп-р ниже 0,3 К паз. сверхнизкими темп-рами. Методом адиабатич. размагничивания парамагн. солей (см. Магнитное охлаждение) удаётся достичь темп-р 10 К. Тем же методом с использованием ядерного парамагнетизма в системе атомных ядер были достигнуты темп-ры. 10" К. Принципиальную проблему в методе адиабатич. размагничивания (как, впрочем, и в др. методах получения Н. т.) составляет осуществление хорошего теплового контакта между объектом, к-рыи охлаждают, и охлаждающей системой. Особенно это трудно достижимо в случае системы атомных ядер. Совокупность ядер атомов можно охладить до сверхнизких темп-р, но добиться такой же степени охлаждения вегцества, содержащего эти ядра, не удаётся. [c.349]

Изучение Р. м. предоставляет ценную информацию о природе магнетизма в разл. веществах, позволяет исследовать спин-спивовые, спин-фонрнные и электронно-ядерные взаимодействия, атомно-молекулярную подвижность в конденсиров. средах. Р. м. играет существ, роль в работе устройств магн. памяти и магн. записи (см. Памяти устройства), во ии. случаях определяя их быстродействие и частотный диапазон в методах получения сверхнизких темп-р с помощью адиаба-тич. размагничивания (см. Магнитное охлаяедепие), в квантовых парамагн. усилителях (мазерах) в аффектах [c.332]

Лдйабатич. уменьшение поля Я за время 1 т приводит к понижению С. т. В частности, при адиаба-тич. размагничивании до Я = О получается Т = = Т Н1 Н. Адиабатич. размагничивание электронных и ядерных парамагнетиков используют для магнитного охлаждения до темп-р ниже 1К. [c.633]

Итак, мы убедились, что процедура адиабатического размагничивания приводит к установлению порядка в зеемановской системе ядерных спинов. Как обеспечить перенос этого порядка в дипольную систему в условиях, когда зеемановская энергия квантована в квантах около ста мегагерц каждый, а спектр дипольной системы не превышает ста килогерц Разумеется, в сильном магнитном поле эти системы не взаимодействуют. Однако, мы можем включить это взаимодействие с помощью радиочастотного поля, частота которого со близка к зеемановской частоте при конкретном значении поля Щ. Речь идёт о процедуре адиабатического размагничивания во вращающейся системе координат, впервые экспериментально реализованной Ч. Сликтером и Д. Холтоном в 1961 году. Во время этой процедуры медленно изменяют зеемановскую частоту (путём адиабатического изменения Щ) от отдалённого по отношению к ио значения до резонансного значения. В области резонанса большая часть зеемановского порядка переходит в дипольную систему, а большая часть энтропии — в зеемановскую [c.170]

Сверхнроводящно соленоиды находят применение в лабораториях, занимающихся исследованиями магнитных, электрич. и оптич. свойств вещества, в экспериментах но получению сверхнизких темп-р с помощью адиабатич. размагничивания, в опытах по поляризации атомных ядер, в исследованиях взаимодействия излучения с веществом. Такие соленоиды получают применение в технике связи и радиолокации, в парамагнитных усилителях и генераторах излучения. По мере удешевления производства сверхпроводящей проволоки, когда станет возможным получать магнитные ноля, 100 кэ в больших объемах, сверхпроводящие магниты найдут широкое применение в технике ядерного эксперимента для фокусировки и отклонения пучков ускоренных частиц и, возмоя но, для удержания частиц в ускорителях, а также для изучения свойств илазмы, исследования управляемых термоядерных реакций, ионных двигателей и т. п. [c.115]

Уместно также отметить, что применение электромагнитных методов обнаружения резонанса не обязатель но требует большой концентрации магнитных моментов в образцах, в которых ядерная поляризация определяется температурой решетки. Так, электромагнитны методы могут быть применены по крайней мере для наблюдения электронного магнитного резонанса в парах Rb , поляризованных оптической подкачкой [13]. С другой стороны, возможно применение других способов обнаружения резонанса ядерных спинов, находяш,ихся в массе плотного веш ества. Давным-давно высказывалось никем не проверенное предположение [14] о возможности обнаружения прохождения через резонанс по повышению температуры образца, вызванному внезапным увеличением поглощения электромагнитной энергии ядерными спинами. Совсем недавно было предложено [15] обнаруживать ядерный резонанс радиоактивных ядер, ориентированных при очень низких температурах, достигнутых с помощью адиабатического размагничивания, по нарушению анизотропии испускаемого у-излучения радиочастотным полем, выравнивающим населенности состояний ориентированных ядер. Попытка проверить этот метод на опыте окончилась неудачей. [c.22]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТВЕРДЫХ ТЕЛ С МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ ЛАРМОРОВСКИЙ ДИАМАГНЕТИЗМ ПРАВИЛА ХУНДА ПАРАМАГНЕТИЗМ ВАН ФЛЕКА ЗАКОН КЮРИ ДЛЯ СВОБОДНЫХ ИОНОВ ЗАКОН КЮРИ ДЛЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ АДИАБАТИЧЕСКОЕ РАЗМАГНИЧИВАНИЕ ПАРАМАГНЕТИЗМ ПАУЛИ ДИАМАГНЕТИЗМ ЭЛЕКТРОНОВ ПРОВОДИМОСТИ ЯДЕРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС. СДВИГ НАЙТА ДИАМАГНЕТИЗМ ЭЛЕКТРОНОВ В ЛЕГИРОВАННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКАХ [c.259]

Бора тя электрона /3 = eft/2m ), г — расстояние между ядрами, а температура Кюри оказывается порядка 10 К. Именно с помощью метода адиабатического размагничивания ядерного парамагнетика (линия ВС) и были получены предельные к настоящему времеии температуры, измеряемые миллионными долями фадуса (10 К). Расчет этого эффекта производится по схеме, аналогичной изображенной на рис. 82, только без процесса АВ. > [c.173]

Значительно более низких темп-р удалось достигнуть, используя ядерный парамагнетизм. Вз-ствие ядерных магн. моментов значительно слабее вз-ствия магн. моментов ионов. Для намагничивания до насыщения системы ядерных магн. моментов даже при 7 =1 К требуются очень сильные магн. поля ( 10 Э). При применяемых полях 10 Э намагничивание до насыщения возможно при темп-рах 0,01 К. При исходной темп-ре 0,01 К адиабатич. размагничивание системы яд. спинов (напр., в образце меди) удаётся достигнуть темп-ры 10 —10 К. До этой темп-ры охлаждается не весь образец. Полученная темп-ра (её называют спиновой) характеризует интенсивность теплового движения в системе яд. спинов сразу после размагничивания. Эл-ны же и крист, решётка остаются после размагничивания при исходной темп-ре 0,01 К. Последующий обмен энергией между системами яд. и электронных спинов (посредством спин-спино-вого взаимодействия) мондат привести к кратковрем. охлаждению всего в-ва до К (измеряют такие темп-ры [c.369]

Смотреть страницы где упоминается термин Ядерное размагничивание : [c.597] [c.598] [c.598] [c.495] [c.665] [c.157] [c.37] [c.490] [c.597] [c.598] [c.933] [c.109] [c.241] [c.495] [c.664] [c.665] [c.665] [c.160] [c.22] [c.573] [c.195]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...