Magnetisasi dan Polarisasi Ensemble Spin Nuklir yang Terkopel pada Medan Magnet Tinggi

Abstrak
Dalam resonansi magnetik nuklir (NMR), magnetisasi massal sampel umumnya diasumsikan proporsional dengan polarisasi spin, dengan setiap spin dari jenis yang sama berkontribusi secara setara pada sinyal yang diukur. Dalam karya ini, kami membuktikan teorema medan tinggi untuk sistem spin-I umum (di mana I adalah nomor kuantum spin): total sinyal NMR yang dapat diukur tetap tidak terpengaruh oleh pengelompokan spin menjadi unit-unit yang setara (misalnya, molekul), asalkan sistem berada pada kesetimbangan termodinamika dalam batas medan tinggi ([[PERSAMAAN]], di mana [[PERSAMAAN]] adalah frekuensi Larmor dan [[PERSAMAAN]] mengkarakterisasi interaksi spin-spin internal). Hasilnya diturunkan menggunakan persamaan magnetisasi dan formalisme matriks kerapatan. Namun, teorema tersebut tidak meluas ke kondisi yang jauh dari kesetimbangan termodinamika (misalnya, hiperpolarisasi), NMR padatan dalam rezim ketika interaksi kuadrupolar atau dipol-dipol tidak dapat diabaikan, dan NMR medan nol hingga sangat rendah. Kami juga menyajikan tiga masalah pendidikan yang dirancang untuk memperdalam pemahaman materi di lingkungan kelas. Pekerjaan ini memperkuat prinsip-prinsip yang sudah mapan dalam resonansi magnetik tetapi juga menyoroti area untuk eksplorasi lebih lanjut.