VẬT LÝ · LỚP 11 · Khám phá và đời sống

Rabi đo một tính chất hạt nhân bằng cách theo dõi chùm phân tử

Năm 1938, I. I. Rabi cùng J. R. Zacharias, S. Millman và P. Kusch công bố một phương pháp đo mômen từ hạt nhân. Rabi gắn phần lớn sự nghiệp với Columbia và nhận Nobel Vật lý năm 1944. Công trình dùng cộng hưởng làm điều kiện chọn lọc trong một phép đo, thay vì cố nhìn trực tiếp cấu trúc hạt nhân.

Chùm phân tử đi qua những vùng từ trường được bố trí để chuẩn bị và phân tích trạng thái. Một trường dao động có thể gây chuyển trạng thái khi phù hợp với điều kiện cộng hưởng. Sự thay đổi số hạt tới bộ nhận theo điều kiện đặt trường là dấu hiệu cho phép suy thông tin cần tìm.

Hình mô tả chùm hạt, vùng tương tác và bộ nhận bằng sơ đồ chức năng. Nó không vẽ hạt nhân như một viên bi có điện đang tự quay theo cơ học cổ điển, cũng không nói phép đo chỉ là nghe sóng vô tuyến do vật phát ra sau đó.

Cộng hưởng ở đây có một điểm gợi nhớ với các hệ lớp 11: hệ đáp ứng có chọn lọc với kích thích. Nhưng trạng thái lượng tử và mômen từ hạt nhân cần một lý thuyết khác để mô tả đúng. Đây là câu chuyện lịch sử phương pháp đo, không phải hướng dẫn về chẩn đoán hoặc sử dụng máy chụp y học.

*Chùm phân tử qua vùng chuẩn bị, vùng trường dao động và phân tích trước bộ nhận gợi phương pháp Rabi và cộng sự. Hai tuyến là khả năng trạng thái khác nhau, không phải hạt nhân cổ điển đang tự quay hoặc đường thu sóng phát ra trực tiếp.*

Kiến thức liên hệ: Cộng hưởng; từ hạt nhân và mô hình lượng tử là mở rộng.

Học tiếp: Cộng hưởng xuất hiện gần tần số nào.

Tư liệu đối chiếu

- https://journals.aps.org/pr/abstract/10.1103/PhysRev.53.318
- https://pubs.acs.org/doi/10.1021/bk-2020-1349.ch001
- https://www.nobelprize.org/laureate/49%26lang%3Den