Do single-bounce nuclear spin flips happen, and can they be measured?
单次弹跳核自旋翻转是否会发生?可以测量吗?
基本信息
- 批准号:EP/V048589/1
- 负责人:
- 金额:$ 25.79万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:英国
- 起止时间:2021 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Atoms, and consequently molecules, possess a fundamental property called nuclear spin. In simple terms, nuclear spin can be thought of as a microscopic magnet associated with each atom. Nuclear spins play a role in many very different fields, ranging from medical applications such as magnetic resonance imaging to efficient and safe storage of liquid hydrogen rocket fuel. An important process in essentially all the applications which use nuclear spins, is the conversion of one spin state to another when the nuclear spins interact with each other and with their environment. Using the simple analogy to a magnet mentioned above, this can be considered as the microscopic magnet flipping its orientation. In this project, we will attempt to look at a fundamental question in this field, which is whether the nuclear spin state of a molecule can change due to a single collision with a surface, and if it does, which types of surfaces and collision properties affect the probability of such a spin change. Conventional experimental techniques do not have the required sensitivity to follow such an event and the current level of theory cannot provide conclusive answers. We will use a recently developed instrument which should be capable of sensing a spin change in a single collision. The instrument creates a beam of molecules in a well-defined nuclear spin state using various magnetic manipulations, aims them toward a solid surface, and then detects and analyses the spin state of the molecules emerging from the collision. The results of this study are expected to contribute to our fundamental understanding of nuclear spin states, act as a benchmark for existing theoretical calculations, and eventually assist the development of more advanced theoretical models, which will be able to reliably model complex systems such as those encountered in the many scientific and industrial applications involving nuclear spins.
原子和分子都具有一种基本性质,称为核自旋。简单地说,核自旋可以被认为是与每个原子相关联的微观磁体。核自旋在许多非常不同的领域发挥作用,从磁共振成像等医学应用到液氢火箭燃料的高效安全储存。在基本上所有使用核自旋的应用中,一个重要的过程是当核自旋彼此相互作用并与其环境相互作用时,一种自旋状态转换为另一种自旋状态。使用上面提到的磁体的简单类比,这可以被认为是微观磁体翻转其方向。在这个项目中,我们将尝试研究这个领域的一个基本问题,即分子的核自旋状态是否会因与表面的单次碰撞而改变,如果会,哪些类型的表面和碰撞性质会影响这种自旋变化的概率。传统的实验技术不具备追踪这种事件所需的灵敏度,目前的理论水平也无法提供结论性的答案。我们将使用一种最近开发的仪器,它应该能够在一次碰撞中感应到自旋的变化。该仪器使用各种磁操作产生一束处于明确定义的核自旋状态的分子,将其对准固体表面,然后检测和分析碰撞产生的分子的自旋状态。这项研究的结果预计将有助于我们对核自旋状态的基本理解,作为现有理论计算的基准,并最终帮助开发更先进的理论模型,这些模型将能够可靠地模拟复杂的系统,例如在许多涉及核自旋的科学和工业应用中遇到的系统。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Chadwick H
- 通讯作者:Chadwick H
Measuring surface phonons using molecular spin-echo.
- DOI:10.1039/d2cp01372j
- 发表时间:2022-06-15
- 期刊:
- 影响因子:3.3
- 作者:Chadwick, Helen;Alexandrowicz, Gil
- 通讯作者:Alexandrowicz, Gil
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- 发表时间:2022-04-28
- 期刊:
- 影响因子:16.6
- 作者:
- 通讯作者:
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- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:Chadwick H
- 通讯作者:Chadwick H
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