Научная сессия и заседание Учёного совета

Повестка дня:

1. Салихов K.M., Бакиров M.M., Хайрутдинов И.Т., Зарипов Р.Б. Экспериментальное подтверждение «отрицательной интерференции» обменного и диполь-дипольного взаимодействия в переносе спиновой когерентности и формировании коллективных мод движения намагниченности спинов в разбавленных растворах нитроксильных радикалов.

Гейзенберговское обменное взаимодействие при случайных бимолекулярных столкновениях парамагнитных частиц в разбавленных растворах вызывает парамагнитную релаксацию намагниченности спинов неспаренных электронов. В простейшем случае раствора частиц с двумя возможными резонансными частотами спинов, вклад спинового обмена в кинетические уравнения для намагниченности этих двух подансамблей спинов можно описать как (¶М(ω₁)/¶t)_spinexchange=-K_exCM(ω₁)+K_exCM(ω₂), (1), для подансамбля спинов с частотой ω₁ и аналогичное уравнение для намагниченности второго подансамбля. Здесь K_ex-константа скорости бимолекулярного спинового обмена, С-концентрация спинов в каждом подансамбле. В ур. (1) особый интерес представляет второе слагаемое в правой части. Оно отражает эффект отдачи квантовой когерентности спину из подансамбля 1 от партнера по столкновению из поданспмбля 2. Именно эта отдача квантовой когерентности ответственна за удивительные проявления спинового обмена в форме спектров ЭПР, как например, смешанная (поглощение+дисперсия) форма резонансных линий спектра, коллапс спектра в одну однородно уширенную лоренцевскую линию в центре тяжести спектра [1,2].

Долгое время ошибочно считалось, что диполь-дипольное взаимодействие в невязких растворах не дает вклада, связанного с эффектом отдачи спину когерентности от других спинов. В действительности, как было показано К.М. Салиховым [3], диполь-дипольное взаимодействие приводит к уравнению типа (1), есть эффект отдачи когерентности от партера по взаимодействию. Но вклад эффекта отдачи когерентности в кинетическое уравнение типа (1) в случае д-д взаимодействие имеет знак минус, а не плюс как в случае спинового обмена. Таким образом, два разных взаимодействия дают вклады разного знака в перенос когерентности от партера по взаимодействию.

В невязких растворах вклады спинового обмена и диполь-дипольного взаимодействия изменяются от температуры противоположным образом. Это обстоятельство открывает возможность варьировать суммарным вкладом обоих взаимодействий в перенос спиновой когерентности V=K_exC-K_d-dC, путем изменения температуры.

В этой работе для растворов ¹⁵N нитроксильного радикала показано, что при изменении температуры V меняет знак. Знак V мы определяли по знаку вклада дисперсии в смешанную форму резонансных линий спектра ЭПР.

Эффект отдачи квантовой когерентности формирует коллективные моды движения намагниченности спинов. Для растворов ¹⁴N радикалов было показано, что проявление так называемого коллапса спектра ЭПР не связано с тем, что все коллективные моды имеют одинаковую резонансную частоту, у них сильно отличаются интегральные интенсивности.

Эти наблюдения подтверждают новую парадигму спинового обмена [1,2].

1.      K.M. Salikhov. Uspekhi Fisiks. 189, 1017-1043 (2019)
2.      K.M. Salikhov. Fundamentals of spin exchange. Story of a paradigm shift. Springer (2019)
3.      К.М. Salikhov, A,G, Semenov, Yu.D. Tsvetkov. Electron soin echo and its application. Nauka, Novosibirsk, Russia (1976)

2. Разное.