Померанцев Н.М., Рыжков В.М., Скроцкий Г.В. Физические основы квантовой магнитометрии

Монография. — М.: Наука, 1972. — 448 с.
Посвящена систематическому изложению основ квантовой магнитометрии — новой отрасли технической физики, использующей для целей измерения напряженности магнитного поля когерентные ансамбли частиц, подчиняющихся законам квантовой механики. Описаны магнитные свойства атомных частиц и атомов, магнитные свойства когерентных ансамблей и способы объединения частиц в когерентные ансамбли. Рассмотрено движение магнитных моментов частиц в постоянном и переменном магнитных полях, влияние внешних воздействий, нарушающих упорядоченность ансамбля частиц, способы возбуждения прецессии системы магнитных моментов и причины уходов частоты этой прецессии. Излагаются различные теории релаксации и рассматриваются ее механизмы в системе магнитных моментов, включая спин-обменные взаимодействия. Кроме того, дается описание методов наблюдения различных видов прецессии и методов измерения времен релаксации. Последние разделы книги посвящены рассмотрению различных применений прецессии системы магнитных моментов и описанию конструктивных особенностей ядерных, электронных и атомных магнитометров. Книга заканчивается кратким обзором квантовых ориентирующих устройств.Предисловие.
Введение.
Частица в магнитном поле.
Магнитные свойства атомных частиц и атомов.
Энергетические уровни атомов.
Правила отбора и спектры излучательных переходов.
Система магнитных моментов во внешнем магнитном поле.
Магнитные свойства вещества.
Феноменологическая теория магнитного резонанса и релаксации.
Феноменологическая теория оптической ориентации.
Явления, используемые для ориентации магнитных моментов.
Ориентация магнитным полем.
Динамическая поляризация ядер.
Оптическая ориентация атомных и ядерных моментов.
Динамика системы магнитных моментов.
Способы возбуждения движения системы магнитных моментов.
Когерентность в системе магнитных моментов.
Динамика системы невзаимодействующих магнитных моментов.
Свободная прецессия при наличии релаксации в постоянном однородном магнитном поле.
Возбуждение прецессии радиочастотным полем в изменяющемся магнитном поле.
Особенности возбуждения прецессии при оптической ориентации.
Изменения характера прецессии, обусловленные внешними воздействиями.
Внешние воздействия.
Влияние неоднородности магнитного поля на свободную прецессию.
Влияние неоднородности магнитного поля на вынужденную прецессию.
Реакция линейного колебательного контура на свободную прецессию.
Реакция линейного колебательного контура на вынужденную прецессию.
Прецессия в нелинейной колебательной системе.
Сдвиги резонансной частоты.
Возбуждение прецессии с помощью обратной связи.
Способы осуществления обратной связи.
Введение обратной связи посредством разбаланса компенсационной схемы.
Обратная связь с помощью модуляции параметра.
Обратная связь в устройствах с текущей жидкостью.
Обратная связь с помощью реакции колебательного контура-на прецессию.
Обратная связь с помощью модуляции светового луча сигналами прецессии.
Устойчивость прецессии самовозбужденной системы спинов в неоднородном магнитном поле.
Ядерно-резонансный фильтр.
Механизмы релаксации в системах магнитных моментов.
Особенности релаксации в твердых телах, жидкостях и газах.
Механизмы ядерной магнитной релаксации в жидкости.
Обменное сужение резонансной линии в твердых телах.
Релаксация при столкновениях со стенками сосуда.
Релаксация при столкновениях с молекулами буферного газа.
Релаксация при резонансном поглощении фотонов.
Спин-обменные процессы.
Релаксация при обменных столкновениях.
Влияние спин-обменного взаимодействия на оптическую ориентацию.
Спин-обменная ориентация атомов и ядер.
Методы наблюдения сигналов прецессии в слабых полях и экспериментальная техника.
Наблюдение свободной ядерной прецессии.
Наблюдение вынужденной прецессии.
Наблюдение сигналов прецессии при динамической поляризации.
Наблюдение сигналов прецессии при оптической ориентации.
Методы измерения времен релаксации.
Применения прецессии магнитных моментов.
Характеристика применений.
Геомагнитное поле и его особенности.
Схемы ядерных магнитометров.
Некоторые конструкции ядерных магнитометров.
Схемы атомных магнитометров.
Некоторые конструкции атомных магнитометров.
Ядерный магнитный каротаж.
Квантовые ориентирующие устройства.
Общая характеристика квантовых ориентирующих устройств.
Электронно-спиновые измерители магнитного поля и ориентаторы.
Устройства для ориентации по магнитному полю, основанные на оптической накачке.
Ядерные гироскопы.
Фотонные гироскопы.
Заключение.
Литература.
Предметный указатель.