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Decaimiento por inducción libre

Señal de resonancia magnética nuclear de desintegración por inducción libre (FID) vista desde una muestra bien calzada .

En la espectroscopia de resonancia magnética nuclear por transformada de Fourier , la desintegración por inducción libre (FID) es la señal de RMN observable generada por la magnetización del espín nuclear en desequilibrio que precede alrededor del campo magnético (convencionalmente a lo largo de z). Esta magnetización fuera del equilibrio puede crearse generalmente aplicando un pulso de radiofrecuencia cercano a la frecuencia de Larmor de los espines nucleares .

Si el vector de magnetización tiene un componente distinto de cero en el plano xy, entonces la magnetización previa inducirá un voltaje oscilante correspondiente en una bobina de detección que rodea la muestra. [1] Esta señal en el dominio del tiempo (una sinusoide) normalmente se digitaliza y luego se transforma en Fourier para obtener un espectro de frecuencia de la señal de RMN, es decir, el espectro de RMN . [2]

La duración de la señal de RMN está finalmente limitada por la relajación T2 , pero la interferencia mutua de las diferentes frecuencias de RMN presentes también hace que la señal se amortigue más rápidamente. Cuando las frecuencias de RMN están bien resueltas, como suele ser el caso en la RMN de muestras en solución, la caída general del FID está limitada por la relajación y el FID es aproximadamente exponencial (con la constante de tiempo T 2 cambiada, indicada por T 2 * ). [ cita necesaria ] Las duraciones de FID serán del orden de segundos para núcleos como 1 H.

En particular, si está presente un número limitado de componentes de frecuencia, el FID puede analizarse directamente para determinaciones cuantitativas de propiedades físicas, como el contenido de hidrógeno en el combustible de aviación, la proporción de sólidos y líquidos en productos lácteos (RMN en el dominio del tiempo). [3]

Los avances en el desarrollo de sensores a escala cuántica, en particular centros NV , han permitido la observación del FID de núcleos individuales. [4] Al medir la precesión de un solo núcleo, se debe considerar la acción inversa de la medición de la mecánica cuántica. En este caso especial, también la propia medición contribuye a la desintegración predicha por la mecánica cuántica .

Referencias

  1. ^ José P. Hornak. "Los conceptos básicos de la resonancia magnética". Instituto de Tecnología de Rochester. Capítulo 4: ESPECTROSCOPÍA DE RMN.
  2. ^ Duer, Melinda J. Introducción a la espectroscopia de RMN de estado sólido . Publicación de Blackwell, 2004, pág. 43-58.
  3. ^ H. Todt, G. Guthausen, W. Burk, D. Schmalbein y A. Kamlowski. "Análisis de agua/humedad y grasas mediante RMN en el dominio del tiempo" . Química de los Alimentos 96, 3 p. 436-440 (2006) doi: 10.1016/j.foodchem.2005.04.032
  4. ^ KS Cujia, JM Boss, K. Herb, J. Zopes y CL Degen. Seguimiento de la precesión de espines nucleares individuales mediante mediciones débiles . Naturaleza 571, 230-233 (2019) doi:10.1038/s41586-019-1334-9