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zoom RSS 磁気緩和現象とブロッホ方程式―縦緩和と横緩和

<<   作成日時 : 2015/03/26 00:01   >>

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この標題は個人的には初めて聞く言葉が多いですね。本題に入る前に調べてみましょう。

磁気緩和 を読むと、熱平衡状態からズレていたときに、その平衡状態へ変化するまでの現象をいうようです。
この本を引用すると、
[引用]------------------------------------
 磁気モーメントをもつ量子的粒子の集団について考える。
 一般に、熱平衡状態にある粒子系において、外部からの擾乱を加えて平衡状態からずれを起こさせた場合、各粒子は相互作用しながらエネルギーのやり取りをして、やがて平衡状態に落ち着く。
 このように、平衡状態からずらされた系が平衡状態にもどる現象を緩和(relaxation)という。
 平衡状態にもどる、すなわち、緩和する確率の逆数を緩和時間という。
 緩和時間とは、時間 に対して の形で時間変化するときの のことである。
------------------------------------------  
ということだそうです。
(どうも、故障率一定の場合の信頼度曲線のようになっていて、緩和時間は MTBF のようにアナロジー出来そうですね。)

具体的なモデルを考えていかないと、良く分かりません。
まず、スピンをもつ粒子の集団を考えます。
方向に磁場をかける → 磁化ベクトル が生じる → 角運動量
→ 磁場 からトルク を受ける 
ここで、回転系の運動方程式から、
 
なので、磁化ベクトル
 
のように変化しようとするでしょう。しかし、各スピン同士は相互作用し、やがて平衡状態における z 方向の磁化 に落ち着くことになります。
したがって、磁化ベクトル は各方向成分に分けると
 
の形に落ち着くことが考えられます。ここで、
  縦緩和時間(スピン・格子緩和時間)
  横緩和時間(スピン・スピン緩和時間)
と呼ぶようです。ブロッホは現象論的に次の方程式を求めました。
  
 
これをブロッホ方程式と呼びます。

今日はこの辺で。。

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