4. Polarisation dynamique nucléaire
La polarisation d'un système de spins est définie comme le rapport de son aimantation le long d'une direction avec l'aimantation maximale qu'il est capable d'avoir. Prenons, par exemple, le cas des protons, dont chaque moment magnétique ne peut avoir que deux orientations opposées le long d'un champ magnétique ; la polarisation d'un système de protons est égale à l'excès relatif des moments magnétiques pointant dans une direction par rapport à ceux qui pointent dans la direction opposée. La polarisation nucléaire à l'équilibre thermique est toujours très faible dans les situations expérimentales que l'on sait réaliser. Cela provient de ce que la différence d'énergie entre états résultant de l'effet Zeeman est beaucoup plus faible que l'énergie d'agitation thermique. Cela n'est pas vrai pour les moments magnétiques électroniques, beaucoup plus grands que les moments nucléaires, et dont la polarisation d'équilibre thermique en champ magnétique élevé et à basse température peut devenir très proche de l'unité. Si, dans un cristal contenant des spins nucléaires, on introduit une faible proportion de spins électroniques, il est possible, grâce au couplage entre moments électroniques et nucléaires, de provoquer au moyen d'une irradiation magnétique de fréquence appropriée des transitions correspondant au renversement simultané des orientations d'un spin électronique et d'un spin nucléaire. Un bilan détaillé de ces transitions et des transitions de relaxation spin-réseau montre que l'on peut ainsi conférer aux spins nucléaires une polarisation égale ou opposée à la polarisation d'équilibre thermique des spins électroniques. Ce processus de polarisation dynamique porte le nom d'effet solide. La réalisation d'échantillons à grande concentration de spins nucléaires fortement polarisés a trouvé une importante application dans les études de physique nucléaire et de physique des particules élémentaires. Une méthode largement utilisée dans ces étude […]
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