This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
കാന്തികാനുനാദം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
കാന്തികാനുനാദം
Magnetic Resonance
അണുക്കളോ അണുകേന്ദ്രങ്ങളോ നിശ്ചിത ആവൃത്തിയുള്ള കാന്തികക്ഷേത്ര(magnetic field)ങ്ങള്‍ക്കു വിധേയമാകുമ്പോള്‍ ഊര്‍ജം അവശോഷണം ചെയ്യുകയോ ഉത്സര്‍ജിക്കുകയോ ചെയ്യുന്ന പ്രതിഭാസം. പദാര്‍ഥങ്ങളുടെ അണുകഅണുകേന്ദ്രീയ സവിശേഷതകള്‍ പഠനം നടത്താനാണ്‌ കാന്തികാനുനാദതത്ത്വം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്‌. ചലിക്കുന്ന ഒരു ചാര്‍ജ്‌ കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്‌ടിക്കുന്നു. ഉദാ. അണുകേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും കറങ്ങുന്ന ഇലക്‌ട്രാണ്‍. അതിനൊരു കാന്തികആഘൂര്‍ണം (magnetic moment) ഉണ്ട്‌. അണുകാന്തിക ക്ഷേത്രത്തില്‍ വച്ചാല്‍ ഈ സൂക്ഷ്‌മ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ കാന്തത്തില്‍ ബലം അനുഭവപ്പെടും. കറങ്ങുന്ന പ്രതലത്തിനു ലംബദിശയിലാണ്‌ കാന്തിക ആഘൂര്‍ണദിശ, ഋണധന ചാര്‍ജുകള്‍ക്ക്‌ വിപരീത ദിശകളിലായിരിക്കും. ഇലക്‌ട്രാണുകള്‍ അണുകേന്ദ്രത്തിനു ചുറ്റും കറങ്ങുക മാത്രമല്ല, സ്വയം ഭ്രമണവും (ചക്രണം-spin) നടത്തുന്നുണ്ട്‌. ഇതിന്റെ ഫലമായുള്ള കാന്തികഘൂര്‍ണത്തിന്റെ സ്വാഭാവിക ആവൃത്തി ബാഹ്യക്ഷേത്രത്തിന്റെ ആവൃത്തിയുമായി അനുനാദത്തില്‍ വരുമ്പോള്‍ അതില്‍നിന്ന്‌ ഊര്‍ജം സ്വീകരിക്കപ്പെടുകയും ഉത്തേജനം സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രതിഭാസമാണ്‌ കാന്തികാനുനാദം.
ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ചക്രാണുനാദ (ESR) ത്തെപ്പറ്റി ആദ്യമായി നിരീക്ഷണം നടത്തിയത്‌ (1944) റഷ്യന്‍ ശാസ്‌ത്രജ്ഞനായ വൈ.കെ. സവോസ്‌കി ആണ്‌. യു.എസ്‌. ശാസ്‌ത്രജ്ഞന്മാരായ ഫെലിക്‌സ്‌ ബ്ലോഖ്‌, വില്യം ഡബ്ല്യു. ഹാന്‍സന്‍, മാര്‍ട്ടിന്‍ ഇ. പക്കാര്‍ഡ്‌ എന്നിവരാണ്‌ അണുകേന്ദ്രീയ കാന്തികാനുനാദത്തെക്കുറിച്ച്‌ ആദ്യമായി നിരീക്ഷണം നടത്തിയത്‌ (1946). എഡ്വേഡ്‌ എം.പാര്‍സല്‍, റോബര്‍ട്ട്‌ വി. പൗണ്ട്‌, ഹെന്‌റി സി.ടോറി എന്നിവരും ഈ പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിക്കുകയുണ്ടായി.
ഇലക്‌ട്രാണുകളെപ്പോലെ തന്നെ അണുകേന്ദ്രകണങ്ങളും (പ്രാട്ടോണും ന്യൂട്രാണും) പരിക്രമണവും ചക്രണവും നടത്തുന്നുണ്ട്‌. ഒരു പ്രാട്ടോണിന്റെ കാന്തികാഘൂര്‍ണം (യിന്യൂക്ലിയര്‍ ബോള്‍ മാഗ്നറ്റോണ്‍) ഇലക്‌ട്രാണിന്റെ കാന്തികാഘൂര്‍ണത്തിന്റെ 1836ല്‍ ഒരംശമാണ്‌. അതുകൊണ്ട്‌ അണുകേന്ദ്രീയ കാന്തികാനുനാദം (Nuclear Magnetic Resonance-NMR) വളരെ ദുര്‍ബലമാണ്‌.
ശക്തമായ ബാഹ്യകാന്തികക്ഷേത്രത്തിനു വിധേയമാകുന്ന അണുക്കള്‍ക്കും അണുകേന്ദ്രങ്ങള്‍ക്കും അവയുടെ കാന്തിക ദ്വിധ്രുവീയാഘൂര്‍ണങ്ങളുടെ ഫലമായി പൊട്ടന്‍ഷ്യല്‍ ഊര്‍ജം (potential energy) ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇതിന്‌ കാന്തികോര്‍ജം എന്നു പറയുന്നു. ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തമനുസരിച്ച്‌ കാന്തികോര്‍ജത്തിന്‌ നിശ്ചിത മൂല്യങ്ങളേ സാധ്യമാകൂ. കാന്തികാനുനാദം ഉപയോഗിച്ചുള്ള പരീക്ഷണങ്ങളില്‍ ആറ്റങ്ങളെ അനുയോജ്യമായ ആവൃത്തിയിലുള്ള ശക്തമായ കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനു വിധേയമാക്കിയാല്‍ ഇലക്‌ട്രാണുകളും അണുകേന്ദ്രങ്ങളും കാന്തികക്ഷേത്രത്തില്‍നിന്ന്‌ ഊര്‍ജം അവശോഷണം ചെയ്‌ത്‌ ഉത്തേജിതമാകുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം കാന്തികാനുനാദ സ്‌പെക്‌ട്രാമീറ്ററിലെ വര്‍ണരാജി(spectrum)യില്‍ പ്രകടമാകുന്നതാണ്‌. ഒരു സെന്റീമീറ്ററോളം തരംഗദൈര്‍ഘ്യമുള്ള അനുനാദാവൃത്തികള്‍ ഇലക്‌ട്രാണ്‍ ചക്രണാനുനാദ(ESR)ത്തിലും റേഡിയോ തരംഗദൈര്‍ഘ്യം (10100 മെഗാസൈക്കിള്‍) ഉള്ളവ അണുകേന്ദ്രീയ കാന്തികാനുനാദ(NMR)ത്തിലും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഇവ രണ്ടും ഭൗതികം, രസതന്ത്രം, ജീവശാസ്‌ത്രം, ഭൂഘടനാശാസ്‌ത്രം, പുരാവസ്‌തുശാസ്‌ത്രം എന്നീ ശാസ്‌ത്രശാഖകളില്‍ ഗവേഷണോപകരണങ്ങളാണ്‌.
ക്വാണ്ടം സിദ്ധാന്തപ്രകാരം കാന്തികക്ഷേത്രത്തിന്റെ പ്രരണയാല്‍ ഒരു ഊര്‍ജസ്‌തരത്തില്‍നിന്ന്‌ മറ്റൊരു ഊര്‍ജസ്‌തരത്തിലേക്കുള്ള സംക്രമണത്തിന്റെ (transition) സംഭാവ്യത, തിരിച്ചുള്ള സംക്രമണത്തിന്റേതു തന്നെയാണ്‌. ഈ കാരണത്താല്‍ ഊര്‍ജാവശോഷണം നടക്കണമെങ്കില്‍ താഴ്‌ന്ന ഊര്‍ജാവസ്ഥകളിലെ സമഷ്‌ടി (population) ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജസ്‌തരങ്ങളിലുള്ളതിനെക്കാള്‍ കൂടുതലായിരിക്കണം. എന്നാല്‍ ഉയര്‍ന്ന ഊര്‍ജാവസ്ഥയില്‍ സമഷ്‌ടി കൂടുതലാണെങ്കില്‍ പ്രരിതോത്സര്‍ജനം (induced emission) ഉണ്ടാകുന്നു. ഇതാണ്‌ ഘനാവസ്ഥാമേസറി(solid state Maser)ന്റെ പ്രവര്‍ത്തന തത്ത്വം. ക്ലാസ്സിക്കല്‍ മാക്‌സ്‌ വെല്‍ബോള്‍ട്‌സ്‌മന്‍ സാംഖികം (Classical Maxwell-Boltzmann Statistics) അനുസരിച്ച്‌ താപതുലനസ്ഥിതിയില്‍ താഴ്‌ന്ന ഊര്‍ജസ്‌തരങ്ങളില്‍ സമഷ്‌ടി കൂടുതല്‍ നിബിഡമായിരിക്കും.
കാന്തികപദാര്‍ഥം ഉള്‍ക്കൊള്ളുന്ന ഒരു പരിപഥത്തിലെ കാന്തികോര്‍ജത്തിന്റെ അവശോഷണം തിട്ടപ്പെടുത്തി കാന്തികാനുനാദം നിദര്‍ശിക്കാവുന്നതാണ്‌. അതല്ലെങ്കില്‍ പ്രരകത്വ(inductance)ത്തില്‍ വരുന്ന വ്യത്യാസം അളന്നോ, അനുനാദാവൃത്തിയില്‍ വരുന്ന ചെറിയ വ്യത്യാസം നിര്‍ണയിച്ചോ അനുനാദം നിദര്‍ശനം ചെയ്യാം. നോ. കാന്തത
(പ്രാഫ. എസ്‌. ഗോപാലമേനോന്‍)
