Noyaux atomiques : processus de relaxation nucléaire

Lorsque des états de spin nucléaire dégénérés s'alignent avec ou contre un champ magnétique appliqué selon la distribution de Boltzmann, leurs moments magnétiques précessent autour de l'axe z.

Rappelons que l’excès de population dans l’état d’énergie inférieur entraîne une aimantation nette, M, le long de l’axe z, sans contribution nette des composantes transversales sur le plan xy.

Lors de l’excitation, avec un rayonnement radiofréquence approprié, les noyaux absorbent de l’énergie.

La distribution aléatoire des moments magnétiques devient légèrement cohérente en phase, provoquant le basculement du vecteur d’aimantation nette.

L’excitation continue peut égaliser les populations dans les états de spin supérieur et inférieur. Le système de spin sature sature et le signal d’absorption diminue.

Les spins nucléaires excités doivent maintenant subir un relâchement et revenir à la distribution de population d’équilibre.

Lorsque le taux de relaxation est supérieur ou égal au taux d’excitation, l’excès de population est maintenu et un signal est observé.

Pendant la relaxation, la cohérence est perdue et l’aimantation nette est rétablie à la valeur d’équilibre.