핵은 양성자와 중성자를 함유하는 작고 조밀 한 원자 코어입니다. 양성자와 중성자는 스핀이라는 속성을 가지고 있으며, 이는 자체 축 주위의 입자의 회전으로 생각할 수 있습니다. 대부분의 핵에서, 양성자와 중성자의 스핀은 서로를 취소하여 총 핵 스핀이 0입니다.
그러나, 특정 핵에서, 양성자와 중성자의 스핀은 완전히 취소되지 않아 0이 아닌 핵 스핀이 발생한다. 이 현상은 핵 자기 공명 (NMR)으로 알려져 있으며, 자기 공명 영상 (MRI) 및 핵 자기 공명 분광법 (NMR 분광법)과 같은 다양한 중요한 기술의 기초입니다.
수십 년 동안 과학자들은 특정 핵의 NMR 스펙트럼에서 이상에 의아해를 받았습니다. "자기 쌍극자 모멘트의 켄칭"으로 알려진이 이상은 외부 자기장의 존재에 의해 핵 스핀이 감소 될 때 발생한다.
아르곤 주도 과학자 팀은 이제 원자의 핵 스핀과 전자 사이의 상호 작용으로 인해 발생 함을 보여줌으로써 이러한 변칙을 해결했습니다. 초면 상호 작용으로 알려진이 상호 작용은 핵 스핀이 외부 자기장과 또는 외부 자기장과 정렬되거나 핵 자기 모멘트를 감소시킬 수 있습니다.
이 발견은 핵과 전자 사이의 상호 작용에 대한 새로운 통찰력을 제공하기 때문에 기본 물리학에 영향을 줄 수 있습니다. 또한 양자 컴퓨터 및 기타 기술을위한 새로운 재료 개발과 같은 실제 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.
Argonne Physicist이자 공동 저자 인 Samrat Sharma는“이것은 수십 년이 지났을 때 중요한 돌파구입니다. "우리는 마침내이 변칙의 기원을 이해하고 과학과 기술에 대한 잠재적 영향을 탐구하게되어 기쁩니다."
이 연구는 미국 에너지 과학 국 및 국립 과학 재단 (National Science Foundation)에서 자금을 지원했습니다.
