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核整列 かくせいれつnuclear ordering; nuclear orientation

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

核整列
かくせいれつ
nuclear ordering; nuclear orientation

物質の核スピンの状態が,ある種の秩序状態にあること。核偏極ともいう。物質を冷却してゆくと,熱的な攪乱が小さくなって物質固有の基底状態が実現し,これを秩序状態にあるという。たとえば,強磁性電子スピン系の秩序状態の1種である。核スピンは,磁気モーメントが電子スピンの磁気モーメントと比べて約 2000分の1程度に小さく,また局在しているので,核スピン間の相互作用は非常に小さい。そのため核スピン系は極低温においても無秩序な状態にある。核整列を起させるには,核スピンと外部磁場の相互作用を用い,10mK程度の低温度で 10T程度の磁場を加える。強磁性体中の核スピンは,強い内部磁場により同様に核整列する。外部磁場なしに核スピン間の相互作用だけで核整列する温度は非常に低く,双極子相互作用の場合は 1μK 程度である。しかし,量子効果が大きい固体ヘリウム3の場合には交換相互作用により約 1mKで整列する。動的偏極法は,外部磁場のもとで電子スピンを整列させておき,マイクロ波を加えて電子スピンを攪乱させて電子スピン系が秩序状態に戻ろうとするときに電子スピンと核スピンの磁気的相互作用で核スピン系も同時に整列させる方法である。核物理実験の偏極ターゲットなどに利用される。

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世界大百科事典 第2版の解説

かくせいれつ【核整列 nuclear orientation】

原子核のスピンの向きが空間的に非等方的な分布をしているとき,核整列しているといい,またこのような分布を人為的に作ることも核整列という。量子化軸zへのスピンの斜影がすべて等しくは占められていないことに相当する。z軸に対してスピンの向きが平行あるいは反平行にかたよっているとき,その整列を偏極またはポラリゼーションpolarizationと呼び,z方向と-z方向には等しいが,x,y方向には異なる分布をもつ整列をアラインメントalignmentと呼ぶ。

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