Магическое эхо

В эффекте магического эха особенно интересно то, что его можно продемонстрировать на образце, который при использовании обычного метода вообще не дал бы эхо-сигнала. Если не подавать на образец такую последовательность импульсов, то прежнее состояние упорядоченности образца восстановить невозможно.

В ТИПИЧНОМ эксперименте по магическому эху кристалл фторида кальция помещают в постоянное магнитное поле. Как и в эксперименте со спиновым эхом, на образец действуют импульсом радиочастотного излучения, который поворачивает спины ядер фтора на 90°. После этого кристалл испускает сигнал спада свободной индукции, как и жидкий образец в эксперименте со спиновым эхом. После того как сигнал ослабится до нуля, подают

ещё один 90°-ный импульс, за которым сразу же следует длинная серия часто повторяющихся 180°-ных импульсов, завершающаяся еще одним 90°-ным импульсом. Это и есть «магический санлвич» импульсов: два 90°-ных импульса, а между ними — «начинка» из 180°-ных импульсов. Пока еще нет простой наглядной модели, которая позволила бы пояснить, что происходит в случае магического эха. Можно лишь сказать (в соответствии с принятой в настоящее время математической теорией), что подобный «магический сандвич» импульсов фактически вызывает изменение знака на обратный в уравнении движения ядра атома фтора. В результате достигается то самое обращение импульсов, о котором Лошмидт когда-то говорил Больцману.

Даже при многоимпульсном методе наблюдается спад эхо-сигнала: амплитуда каждого следующего эхо-импульса меньше, чем предыдущего. В случае газообразного образца такой спад обусловлен в основном неупругими столкновениями, т.е. столкновениями настолько сильными, что они могут приводить к необратимым квантовым изменениям энергетических уровней в сталкивающихся атомах. Таким образом, спад эхо-сигнала в многоимпульсном эксперименте дает информацию о частоте неупругих столкновений и диффузии в образце. Это означает, что многоимпульсный метод позволяет выделять определенные типы атомных взаимодействий и изучать их без помех со стороны различных динамических процессов.