Применение импульсных методов магнитного резонанса в устройствах обработки информации

• Автор: Тарханов, Виктор Иванович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 309 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Информационные процессы в ЯМР системах

1.1. ЯМР как модель и объект моделирования

1.2. Принципы создания информационно-измерительных систем

на основе ЯМР

1.2.1. Общая характеристика систем

1.2.2. Принципы и методы физических измерений

1.2.3. Методы расчета динамики спиновой системы

1.3. Язык моделирования

1.4. Выводы по главе
2. Широкополосный ЯМР поисково-измерительный комплекс
2.1. ЯМР в магнитоупорядоченных веществах
2.2. Оксидные наноструктуры в пористых средах
2.3. Приборный комплекс для поиска и исследования сигналов ЯМР в магнитоупорядоченных веществах
2.4. Автоматизация эксперимента
2.4.1. Компьютерный осциллограф с когерентным накоплением сигналов
2.4.2. Компьютерный анализатор спектров
2.5. Результаты экспериментов
2.6. Выводы по главе
3. Спиновый эхо-процессор
3.1. Задача обработки сигналов
3.2. Спиновый эхо-процессор как интегральное устройство функциональной электроники с управляемыми параметрами
^ 3.3. Принципы работы спинового эхо-процессора
3.4. Экспериментальная реализация функциональных возможностей спинового эхо-процессора

3.5. Выводы по главе
Динамическая модель многоимпульсного ЯМР эксперимента
4.1. Изолированная частица со спином 1/2 в магнитном поле
4.2. Ансамбль частиц со спином 1/2 в магнитном поле
4.2.1. Касательные пространства состояний
4.2.2. Учет процессов релаксации
4.3. Расчет реакции произвольной изохроматы на последовательность радиоимпульсов
4.3.1. Общая схема импульсного ЯМР эксперимента
4.3.2. Неравновесное состояние
4.3.3. Простые радиоимпульсы
4.3.4. Интервалы свободной прецессии
4.4. Когерентные отклики спиновой системы: классификация и расчет параметров
4.4.1. Сигнал спада свободной индукции
4.4.2. Эффект ядерного спинового эха
4.4.3. Необходимые и достаточные условия формирования эхо-сигналов
4.4.4. Диаграмма Йенсена
4.5. Применение построенной модели
4.6. Выводы по главе
Динамическая модель системы взаимодействующих спинов
5.1. Два взаимодействующих спина
5.2. Нерегистрируемые составляющие намагниченности в двухспиновой системе
5.3. Три спина со скалярным взаимодействием
5.4. Многоквантовая когерентность
5.5. Выбор траекторий переноса когерентности
5.5.1. Циклическое изменение фазы
5.5.2. Импульсы градиента поля
5.6. Выводы по главе
Моделирование элементов квантовых вычислений в ЯМР системах
6.1. Историческая справка
6.2. Квантовые вычисления в ЯМР
6.2.1. Принцип работы квантового компьютера
6.2.2. Общие требования к элементной базе квантового компьютера
6.2.3. Кубиты в ЯМР
6.2.4. Гамильтонианы
6.3. Унитарные логические операции в ЯМР
6.3.1. Отсутствие операции
6.3.2. Управляемое-НЕ
6.3.3. Измерение
6.4. Ограничение возможностей квантовых вычислений на ЯМР
в жидких образцах
6.5. ЯМР в твердотельных образцах
6.6. Выводы по главе
Заключение
Приложения
А. Геометрическая алгебра
АЛ. Историческая справка
А.2. Аксиомы и определения
А.З. Геометрические объекты трехмерного евклидова пространства и образы их состояний
А.4. Принципы удвоения геометрических алгебр
А.5. Спиноры в алгебре Клиффорда 3Р,Ч
А.6. Геометрическая алгебра на многообразиях
Б. Акты внедрения
Б.1. Акт внедрения в ФГУП «СПб НИЦ «Кристалл»
Б.2. Акт внедрения в СПбИИА РАН
Список цитированной литературы 29Б

Глава 2.
Широкополосный ЯМР
поисково-измерительный
комплекс
2.1. ЯМР в магнитоупорядоченных веществах
Если говорить о таких приложения ядерного магнитного резонанса как
Л функциональная электроника и квантовые вычисления, то первостепенное значение принимают габариты, вес и энергопотребление создаваемых устройств. В значительной степени они определяются размерами, весом и энергопотреблением магнитостатической системы. Внешний магнит является неотъемлемой составной частью любой ЯМР системы на образце парамагнитного вещества. Хорошо известными примерами таких систем являются импульсные ЯМР спектрометры высокого разрешения, имеющиеся практически в любой химической лаборатории, и магнитные резонансные томографы, все чаще встречающиеся в современных медицинских учреждениях. Внешняя магнитная система становится ненужной для магнитоупорядоченных веществ, в которых ядра резонируют во внутренних локальных полях, создаваемых ферро-, ферри- или антиферромагнитно упорядоченной электронной спиновой системой [107].
Поиск магнитоупорядоченных веществ с пригодными для технических приложений ЯМР параметрами становится актуальной задачей. Однако промышленно выпускаемые спектрометры ЯМР оказываются мало пригодными для этой цели.
* Наличие внутренней магнитной структуры у образца приводит к неко-
торым особенностям формирования в них сигналов ЯМР, которые необходимо учитывать при измерении. Рассмотрим их на примере типичного