自旋动力学与H₂O在气-冰相变过程中外加磁场下的正-仲转换
在外加磁场存在的情况下,研究人员对水冰的自旋动力学进行了研究。所采用的模型基于Buntkowsky等人[Z. Phys. Chem. 222, 1049 (2008)]提出的方法,该方法考虑了两个最近邻的水分子,并产生了一个四自旋系统,因为丰富的氧同位素具有零核自旋。该模型被扩展以包含与外磁场的耦合,从而使该团队能够分析磁偶极-偶极相互作用与磁场耦合之间的相互作用。该研究考察了两种构型:(i) 静态均匀场,对应时间无关的相互作用;(ii) 与分子相对运动的空间变化正弦场,导致时间相关的相互作用。所有计算均在密度算符形式下进行。该团队评估了从气固相变后的最初几十毫秒内的正/仲布居数以及总自旋投影。对于静态均匀场,该工作表明,增大场强会抑制偶极诱导的去极化。假设所有分子初始处于仲态,该研究显示,静态均匀场可将正氢布居数驱动至约50%,而适当选择的正弦场构型则可将其提升至90%以上。这些结果对于旨在在沉积过程中保持或操纵核自旋极化的方案具有参考价值。

