Le magnétisme des noyaux atomiques

exeparcours
5/10/07
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RMN
Centre de Saclay
Le magnétisme
des noyaux atomiques
Soumis à un champ magnétique, certains noyaux atomiques
se comportent comme de minuscules boussoles.
Certains noyaux possèdent un
« moment magnétique ». Celui-ci
dérive de leur « spin », une grandeur
quantique qui représente leur
propriété de symétrie intrinsèque.
On ne peut pas quantifier le moment
magnétique d'un noyau, mais
seulement sa composante suivant
la direction du champ magnétique.
Celle-ci ne peut prendre que des
valeurs discrètes, en nombre variable
suivant la nature du noyau.
Noyau
(neutrons + protons)
Nuage électronique
L’interaction entre le noyau atomique
et le champ magnétique varie d'un
atome à l'autre : le magnétisme
nucléaire peut donc permettre
d'analyser la matière.
Magnétisme nucléaire : un jeu collectif
Prenons le cas d'un atome dont le
spin nucléaire peut prendre les
valeurs +1/2 ou -1/2. En l’absence
de champ magnétique, les noyaux
présents dans un échantillon de
matière se répartissent en deux
populations égales selon leur état
de spin.
Le magnétisme nucléaire provient
de l'écart infime qui apparaît,
lorsqu’un champ magnétique est
appliqué, entre les populations de
spin +1/2 et -1/2.
La somme des moments magnétiques
individuels des noyaux représente
le moment magnétique global de
l'échantillon, équivalent à un aimant
fictif qu'on peut assez bien décrire
de manière classique.