核磁共振自旋—自旋弛豫時(shí)間T2

核磁矩μ1在外場(chǎng)B0中極化后，可以分解為μ∥和μ1⊥分量．由于μ∥繞B0以ω0進(jìn)動(dòng)，μ1⊥在xy平面上以ω0繞B0旋轉，它在鄰近核磁矩μ2處產(chǎn)生—個(gè)頻率為ω0的局域旋轉磁場(chǎng)bL，如圖1所示。

圖1 μ1⊥在μ1處產(chǎn)生一個(gè)旋轉磁場(chǎng)bL

因為μ2也繞B0以ω0進(jìn)動(dòng)，在bL場(chǎng)的磁力矩作用下，μ2有可能發(fā)生章動(dòng)。因為μ1和μ2是同類(lèi)核，進(jìn)動(dòng)頻率相同，相互作用(交換能量，交換自旋角動(dòng)量)很容易，在量子力學(xué)里，被認為是一個(gè)flip—flop的過(guò)程，與核電子學(xué)中雙穩態(tài)多諧振蕩器相類(lèi)似。這個(gè)過(guò)程可在整個(gè)自旋系綜內相繼發(fā)生，能量子在鄰近核自旋之間傳遞．假設核磁矩μ⊥在進(jìn)動(dòng)圓錐上不均勻分布(NMR發(fā)生時(shí))，就會(huì )出現橫向磁化強度分量M⊥，如圖2所示。

圖2 核磁矩μi相位相干時(shí)可形成橫向磁化強度分量M⊥

核磁矩正是通過(guò)自旋—自旋相互作用使μ⊥分散開(kāi)，從而導致μi在圓錐上的分布趨于均勻，此即M⊥→0。這正是自旋系統內部“橫向熱平衡"狀態(tài)。這種能量轉移的速度取決于自旋—自旋相互作用的強度，用一個(gè)自旋—自旋弛豫時(shí)間(spin-spin relaxation)T2來(lái)描述。自旋—自旋弛豫通常比自旋—晶格要快，液體中兩者基本在同一量級，固體中T2比液體中T2短得多。