Квадрупольная релаксация в твердых телах

NQR-fig-8-1.jpg Рис.1. Одно- и двуквантовые переходы в квадрупольной системе для I = 3/2.
Механизмы релаксации ядерной намагниченности в условии квадрупольного резонанса сходны с ЯМР, но существует и ряд особенностей:
  • сильная связь спиновой системы с решёткой
  • наличие вырожденных уровней энергии
  • неэквидистанстность расположения уровней

Квадрупольная релаксация обусловлена модуляцией квадрупольных взаимодействий тепловым движением.
Колебания решётки непосредственно влияют на квадрупольные взаимодействия $ \Rightarrow $ ЯКР является более чувствительным по сравнению с ЯМР.

Рассмотрим двух уровневую систему $ I=3/2 $, характеризуемую одной спиновой температурой. Но в отличии от ЯМР уровни дважды вырождены.

Пусть система находится в равновесии. Воздействие радиочастотного поля выводит систему из равновесия. Процессы восстановления в каждой из подсистем можно рассматривать как независимые. Квадрупольная система c $ I=3/2 $ характеризуется одной спиновой температурой и одним временем спин-реёточноё релаксации.

Изменение заселённости может происходить за счёт:
одноквантовых переходов ($ \pm 1/2 \leftrightarrow \pm 3/2 $)
двуквантовых переходов ($ \pm 1/2 \leftrightarrow \pm 3/2 $)