Jądra atomowe: Procesy relaksacji jądrowej

Gdy zdegenerowane jądrowe stany spinowe ustawiają się w jednej linii z przyłożonym polem magnetycznym lub przeciwko niemu, zgodnie z rozkładem Boltzmanna, ich momenty magnetyczne precesują się wokół osi z.

Przypomnijmy, że nadmierna populacja w niższym stanie energetycznym powoduje namagnesowanie netto, M, wzdłuż osi z, bez udziału netto składowych poprzecznych na płaszczyźnie xy.

Po wzbudzeniu, przy odpowiednim promieniowaniu o częstotliwości radiowej, jądra pochłaniają energię.

Losowy rozkład momentów magnetycznych staje się lekko koherentny fazowo, powodując przechylenie wektora namagnesowania netto.

Ciągłe wzbudzenie może wyrównać populacje w górnym i dolnym stanie spinowym. System wirowania nasyca się, a sygnał absorpcji maleje.

Wzbudzone spiny jądrowe muszą teraz ulec rozluźnieniu i powrócić do równowagowego rozkładu populacji.

Gdy szybkość relaksacji jest większa lub równa szybkości wzbudzenia, nadmiar populacji jest utrzymywany i obserwuje się sygnał.

Podczas relaksacji następuje utrata koherencji, a namagnesowanie netto zostaje przywrócone do wartości równowagi.