ОРИЕНТИРОВАННЫЕ

ЯДРА - совокупностьатомных ядер с упорядоченной пространственной ориентацией их спинов. Проекция т спина I ядра на заданную ось может принимать 2I+1дискретных значений от т = - I до т = + 1 с интервалом, равным1. Спиновую упорядоченность относительно такой оси можно характеризоватьнабором вероятностен W_m реализации всех возможных значений т. Для спиново-неупорядоченной совокупности ядер все т равновероятны[W_m= 1/(2I + 1)]. В противном случае у совокупностиядер имеется нек-рая спиновая упорядоченность (ядра ориентированы).
Для полного описания ориентац. состояниясовокупности ядерных спинов достаточно задать 2I значений W_m, т. к.

Практически для этой цели болееудобнымиоказываются не W_m, а эквивалентный им набор 2I величин, W_m. В качестветаких величин обычно используют т. н. параметры ориентации f_i(i =1, 2, ..., 2I), являющиеся полиномами от ср. значенийстепеней т:

Полиномы f_i таковы, чтодля спиново-неупорядоченной совокупности ядер все f_i= 0, а для полностью спиново-упорядоченной совокупности ядер (W_-I,...,W_I-1 =0, W_I =1)все f_i= 1. Нечётные параметры (f₁,f₃,...) содержат только m^k с нечётными k и характеризуюториентацию спинов в заданном направлении.
Чётные параметры (f₂,f₄,....)содержат только с чётными k и характеризуют ориентацию спинов вдоль заданной прямой, Наиболее важны и имеют простой смысл параметры f₁ и f₂:

Параметр f₁, наз.поляризацией, f₁f₁ < 0). Параметр f₂,наз. выстроенностью, характеризует преимуществ. ориентацию вдоль (f₂f₂ < 0) выбранной оси (безотносительнок её направлению). Эти параметры достаточны для описания простейших процессовв системах ядер с произвольным спином, а для ядер с I = ¹/₂ или I = 1 дают полное описание ориентац. состояния.
В обычных условиях в веществах, встречающихсяв природе, атомные ядра не ориентированы. Для получения О. я. разработаныспец. методы, основанные на наличии у ядер магнитных дипольных и электрическихквадрупольных моментов, ориентационно жёстко связанных с ядерными спинами. Н взаимодействие поля с магн. моментомядра будет стремиться ориентировать внаправлении Н, т. е. поляризовать систему ядер. Если ядра находятсяв неоднородном электрич. поле, то его взаимодействие с квадрунольным электрич. энергия теплового движенияпревышает энергию взаимодействия ядерного момента с полем, то ориентирующеедействие поля в значит. степени подавляется тепловым движением. В связис малостью ядерных моментов значит. ориентацию ядерных спинов статич. методамиудаётся получить лишь при очень низких темп-pax и в очень высоких полях. Т 10^-2 К и Н 10Тл поляризация и выстроенность ядер со ср. магн. моментом, равным 1 ядерномумагнетону, составляют: f₁ = 0,2 и f₂= 0,1.
Недостаточная величина ориентации ядерв этих условиях и трудности их реализации способствовали развитию косвенныхметодов ориентации ядерных спинов, в частности используют статич. ориентациюядерных спинов во внутренних полях в веществе (электрич. и магнитных),к-рые в ряде случаев значительно превосходят достижимые внеш. поля. Так, Н= 10³ Тл. В молекулах с сильноасимметричными оболочкамиэлектрич. поле на ядрах имеет большую неоднородность. Для ориентации ядерныхспинов во внутр. нолях необходимо обеспечить нужную пространств. ориентациюсамих полей. В случае поляризации ядер во внутр. магн. полях ориентацияэтих полей достигается поляризацией (намагничиванием) электронных оболочекатома во внеш. магн. поле (это проще, чем получение ядерной поляризации, моменты более чем в 10³ раз превосходятядерные). Для выстраивания ядерных спинов в неоднородных внутр. электрич. Т~ 10^-2 К удаётся получать высокие степени поляризации ядер лантаноидов и группыFe, а также высокую выстроенность ядер атомов некоторых актинидов.
Для поляризации нек-рых ядер разработаныт. н. динамич. методы, когда тепловое равновесие ядерных спинов в веществе, Ядерный магнитныйрезонанс. Электронный парамагнитный резонанс). Обычно внеш. полем поляризуютсяэлектроны, и надлежащим выбором возбуждаемых переходов электронная поляризация"перекачивается" в систему ядерных спинов. Динамич. методы удаётся использоватьлишь в веществах, удовлетворяющих ряду специфич. требований. Спин динамическиполяризуемых ядер невысок, обычно I = ¹/₂.
Применяется также метод получения О. я. меры) быстро разрушается тепловым движением частиц, то обычно методиспользуется при исследованиях быстрых процессов.
О. я. применяются для изучения свойствядер, связанных с его спином, взаимодействия ядер с разл. микрочастицами. 60 Со привели к открытию нарушения пространств. чётностив слабых взаимодействиях. Из угл. распределения g-излученияполяризов. ядер ¹¹⁴ С ¹¹⁴Cd,полученных в результате захвата полярпзов. тепловых нейтронов неполяризов. 113 С ¹¹³Cd,впервые получена информация об универсальности слабого взаимодействия междумикрочастицами.

Лит.:Xуцишвили Г. Р., Ориентированныеядра, "УФН", 1954, т. 53, в. 3; Джеффрис К., Динамическая ориентация ядер, В. П. Алфименков.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.