Hyperjemné interakce a jaderný magnetismus - NFPL169

• Anglický název: Hyperfine Interactions and Nuclear Magnetism
• Zajišťuje: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2017
• Semestr: letní
• E-Kredity: 3
• Rozsah, examinace: letní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: RNDr. Jan Kuriplach, CSc.; prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Jan Kuriplach, CSc.

Anotace

čeština

Jaderné magnetické a kvadrupólové momenty, původ elektrického a magnetického pole na jádrech atomů v kondenzovaných látkách (KL), hyperjemné štěpení hladin a jeho využití ke studiu KL (jaderná magnetická rezonance, Moessbauerův jev). Spontánní uspořádání jaderných momentů, van vleckovské systémy, jaderná adiabatická demagnetizace, 'záporné' teploty.

Poslední úprava: T_KFNT (02.05.2003)

angličtina

Nuclear magnetic and quadrupole moments, origin of electric and magnetic fields at nuclei of atoms of condensed matter (CM), hyperfine splitting and its use in CM studies (nuclear magnetic resonance, Moessbauer effect). Spontaneous order of nuclear moments, van Vleck systems, nuclear adiabatic demagnetization, 'negative' temperatures.

Poslední úprava: T_KFNT (23.05.2003)

Cíl předmětu

čeština

Po absolvování přednášky studenti získají detailní znalosti o fyzikálních principech hyperjmených interakcí v pevných látkách a rovněž tak základní znalosti o tom, jak odvodit parametry či velikost takových interakcí z elektronové struktury pevných látek. Dále budou studenti uvedeni do tematiky Van Vleckovských systémů, kde hraje podstatnou roli krystalové pole, a hyperjemně zesíleného jaderného magnetismu v takových systémech. Uspořádání jaderných momentů bude demonstrováno na případu sloučeniny PrNi5.

Poslední úprava: KFNTJKU/MFF.CUNI.CZ (16.04.2008)

angličtina

After passing the lecture students will gain detailed knowledge about physical principles of hyperfine interactions in solids as well as basic knowledge how to derive parameters (strength) of such interactions from the electronic structure of solids. Furthermore, students will be introduced to the subject of Van Vleck systems, where the crystal field plays an important role, and hyperfine-enhanced nuclear magnetism in such systems. The ordering of nuclear moments will be demonstrated for the case of the PrNi5 compound.

Poslední úprava: KFNTJKU/MFF.CUNI.CZ (16.04.2008)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

ústní zkouška

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

angličtina

oral exam

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

Literatura

čeština

E.N. Kaufmann, R.J. Vianden: The electric field gradient in noncubic metals, Reviews of Modern Physics 51 (1979) 161

T.P. Das: Calculation of magnetic and electric hyperfine fields in metals, Physica Scripta 11 (1975) 121

J. Kuriplach, J. Šebek, R.M. Mueler: Calculation of magnetic properties and specific heat for the nuclear enhanced ferromagnet PrNi5, Journal of Low Temperature Physics 120 (2000) 401

Poslední úprava: KFNTJKU/MFF.CUNI.CZ (16.04.2008)

Metody výuky

čeština

přednáška

Poslední úprava: KFNTJKU/MFF.CUNI.CZ (16.04.2008)

angličtina

lecture

Poslední úprava: KFNTJKU/MFF.CUNI.CZ (16.04.2008)

Požadavky ke zkoušce

čeština

Zkouška probíhá ústní formou v rozsahu témat, která byla prezentována na přednášce.

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

angličtina

Oral exam will include questions covering topics presented in lectures during semester.

Poslední úprava: Čížek Jakub, prof. Mgr., Ph.D. (10.06.2019)

Sylabus

čeština

Základní vlastnosti jader, původ magnetického a kvadrupólového momentu jader, multipólový rozvoj.

Elektrické pole na jádře v kondenzovaných látkách, jeho původ a interakce s jádrem, interakční hamiltonián, role symetrie okolí jádra.

Magnetické pole na jádrech v kondenzovaných látkách, jeho původ a interakce s jádrem, interakční hamiltonián, interakce jádra s orbitálním a spinovým momentem elektronu.

Výpočet energetických hladin jádra pro jednoduché interakční hamiltoniány.

Hyperjemné štěpení jaderných hladin a jeho využití ke studiu kondenzovaných látek, jaderná magnetická rezonance, Mössbauerova spektroskopie a další experimentální metody.

Příklady použití 'hyperjemných metod.' Možnosti výpočtu hyperjemných parametrů z prvních principů.

Interakce mezi jadernými momenty, jejich spontánní uspořádání a jeho experimentální detekce.

Krystalové pole (KP), singletní základní stav KP, van Vleckovské systémy, hyperjemně zesílený jaderný magnetismus.

Jaderná adiabatická demagnetizace, 'záporné' teploty. Příklady systémů s jaderným uspořádáním.

Poslední úprava: T_KFNT (23.05.2003)

angličtina

Basic properties of nuclei, origin of the nuclear magnetic and quadrupole moments, multipole expansion.

Electric field at nuclei in condensed matter, its origin and interaction with nucleus, interaction Hamiltonian, the role of the symmetry of nuclear environment.

Magnetic field at nuclei in condensed matter, its origin and interaction with nucleus, interaction Hamiltonian, interaction of nucleus with the orbital and spin electron moments.

Calculation of nuclear energy levels for simple interaction Hamiltonians.

Hyperfine splitting of nuclear levels and its use in condensed matter studies, nuclear magnetic resonance, Mössbauer spectroscopy and other experimental methods.

Examples of usage of 'hyperfine methods.' Possibilities of calculation of hyperfine parameters from first principles.

Interactions among nuclear moments, their spontaneous ordering and its experimental detection.

Crystal field (CF), singlet CF ground state, van Vleck systems, hyperfine enhanced nuclear magnetism.

Nuclear adiabatic demagnetization, 'negative' temperatures. Examples of systems with nuclear ordering.

Poslední úprava: T_KFNT (23.05.2003)