Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանս

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Jump to navigation Jump to search

Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանս (ԷՊՌ), մագնիսական դաշտում գտնվող պարամագնիսական նյութում ռադիոհաճախային տիրույթի փոփոխական էլեկտրամագնիսական դաշտի էներգիայի ռեզոնանսային (ընտրողական) կլանման երևույթը։ Հայտնագործել է Ե. Կ. Զավոյսկին (1944)։ Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի մեթոդով կատարված առաջին աշխատանքները նվիրված էին պարամագնիսական բյուրեղների ուսումնասիրմանը։ Մեթոդի կիրառման հիմնական պայմանը հետազոտվող համակարգում համապատասխան մագնիսական մոմենտներով ոչ զույգ էլեկտրոնների առկայությունն է։ Բարձր էներգիայի և դրա հետ կապված մեծ ակտիվության շնորհիվ ոչ զույգ էլեկտրոնները կարևոր դեր են կատարում քիմիական և կենսաբանական ցանկացած համակարգում, ուստի դրանց հայտնաբերումն ու ուսումնասիրումը հնարավորություն է տալիս հասկանալ մոլեկուլային համակարգերի (ոչ զույգ էլեկտրոններ պարունակող) հատկությունները։ Ոչ զույգ էլեկտրոններ պարունակող նյութի էլեկտրոնները արտաքին մագնիսական դաշտում բաժանվում են տարբեր էներգիայով երկու խմբերի, այսինքն՝ վերանում է այլասերումը և տեղի է ունենում էներգետիկ մակարդակների ճեղքում։

ԷՊՌ

Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի դեպքում հետազոտվող նմուշը տեղադրում են հաստատուն ուժեղ մագնիսական դաշտում և միաժամանակ այնպիսի հաճախականության էլեկտրամագնիսական ճառագայթում ստեղծում, որպեսզի ճառագայթման քվանտի () մեծությունը հավասար լինի երկու խմբերի էներգետիկ մակարդակների տարբերությանը (նկ. ), այսինքն՝ (–ը Պլանկի հաստատունն է, -ն՝ միկրոալիքային դաշտի հաճախականությունը, -ն՝ Բորի մագնետոնը, իսկ -ն պարամագնիսական մասնիկի կառուցվածքից կախված գործակից է)։ Ճառագայթման էներգիայի հաշվին էներգետիկ ցածր մակարդակի վրա գտնվող ոչ զույգ էլեկտրոններն անցնում են ավելի բարձր մակարդակի վրա և միաժամանակ փոխում իրենց կողմնորոշումը։ Էներգիայի կլանումը (էլեկտրոններով) էներգետիկ բարձր մակարդակի անցնելիս կարող է հայտնաբերվել համակարգով անցնող էլեկտրամագնիսական ճառագայթման հզորության նվազմամբ և գրանցվել ինքնագրող սարքով՝ կլանման ռեզոնանսային եզակի գծի ձևով։ Եթե հետազոտվող համակարգում ոչ զույգ էլեկտրոնների շուրջը կան մագնիսական մոմենտ ունեցող միջուկներով ատոմներ, ապա էլեկտրոնների մագնիսական մոմենտի և միջուկների թաղանթների միջև ֆերմի կոնտակտային փոխազդեցության շնորհիվ եզակի գիծը տրոհվում է լրացուցիչ գծերի։ Այդ փաստը լրացուցիչ տեղեկություն է տալիս հետազոտվող համակարգում ոչ զույգ էլեկտրոնի շրջապատի մասին։ Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի երևույթը կարող է երևան գալ նաև այն ժամանակ, երբ միկրոալիքային հզորությունը նմուշի վրա է ընկնում ոչ թե անընդհատ, այլ ռեզոնանսային պայմանին բավարարող առանձին իմպուլսների ձևով։ Այդ դեպքում խախտվում է համակարգի սպինների երկու էներգետիկ մակարդակների վրա մասնիկների բոլցմանյան բաշխումը, և էլեկտրամագնիսական ալիքը կլանվում է նմուշում։ Իմպուլսային արձագանքի այս մեթոդը, որ վաղուց կիրառվում է ԱՄՌ–ում (ատոմական մագնիսական ռեզոնանս), էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսում դեռևս սաղմնային վիճակում է գտնվում։ Բայց և այնպես, իմպուլսային մեթոդիկան փոքր հաշվիչ մեքենաների օգտագործմամբ արդեն սկսել է լայնորեն կիրառվել ոչ միայն լազերների ու մազերների համար պարամագնիսական բյուրեղների հետազոտման դեպքում, այլև քիմիական և կենսաբանական համակարգերում։ Իմպուլսային ռեժիմում էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի մեթոդով կարելի է որոշել նմուշում պարամագնիսական կենտրոնների տարածական բաշխումը, նրանց անիզոտրոպ դասավորության աստիճանը, նույնանման ռադիկալների զույգերի հեռավորությունը և դրանց հարաբերական դիրքը։ Հիշատակված խնդիրների լուծումը հնարավորություն է տալիս ինչպես քիմիական, այնպես էլ կենսբանական համակարգերի դեպքում ավելի մոտենալու ռադիկալների մեխանիզմին։

Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանս կիրառվում է բյուրեղների կառուցվածքը, ատոմային միջուկների մագնիսական հատկությունները, պինդ մարմինների և հեղուկների ատոմների փոխազդեցությունը հետազոտելիս ևն։ Այն հանգամանքը, որ ազատ ռադիկալները (քիմիական ակտիվությամբ օժտված ատոմներ, իոններ և մոլեկուլներ) իրենց չլրացված թաղանթներում արժեքական էլեկտրոններ են պարունակում և այդ պատճառով հաստատուն մագնիսական մոմենտ ունեն, Էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի մեթոդը դարձնում է քիմ. և բիո–քիմիական ռեակցիաների ընթացքին հետևելու շատ նուրբ ու կատարյալ միջոց և բացատրում էլեկտրոնային պարամագնիսական ռեզոնանսի լայն կիրառությունը նաև քիմիայում ու կենսաբանության մեջ։

Տես նաև[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 4, էջ 33 CC-BY-SA-icon-80x15.png