磁気双極子相互作用 磁気双極子相互作用の概要

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磁気双極子相互作用

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2019/10/15 13:56 UTC 版)

古典的な磁気双極子相互作用の例としては、2つ磁石の間に働く引力・斥力がある。2つの磁石の位置・向きによって引力が働いたり斥力が働いたりする。相互作用は2つの磁石が近いほど強くなる。相互作用のポテンシャルエネルギーは、

$E=-{\frac {\mu _{0}}{4\pi r_{jk}^{3}}}\left(3(\mathbf {m} _{j}\cdot \mathbf {e} _{jk})(\mathbf {m} _{k}\cdot \mathbf {e} _{jk})-\mathbf {m} _{j}\cdot \mathbf {m} _{k}\right)$

ここで、e_jkは２つの双極子m_kとm_jの中心を結ぶ直線に平行な単位ベクトルである。 r_jkは2つの磁気双極子の間の距離である。

量子力学におけるスピンは、磁気双極子モーメントを持っている。よってスピンは磁気双極子として見なせるため、スピンの間には磁気双極子相互作用が働く。 核スピン間の相互作用は、以下のように表せる。

$\mathbf {H} =-{\frac {\mu _{0}}{4\pi r_{jk}^{3}}}\left(3(\gamma _{j}\hbar \mathbf {I} _{j}\cdot \mathbf {e} _{jk})(\gamma _{k}\hbar \mathbf {I} _{k}\cdot \mathbf {e} _{jk})-\gamma _{j}\hbar \mathbf {I} _{j}\cdot \gamma _{k}\hbar \mathbf {I} _{k}\right)$

$\gamma _{j}$、$\gamma _{k}$はそれぞれのスピンの磁気回転比である。