izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-9-3-8izmertech-1831Research ArticleФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИИFUNDAMENTAL PROBLEMS OF METROLOGYОпределение магнитных моментов ядер 6Li и 7Li при одновременной регистрации сигналов от двух ядер спектрометром на основе ядерного магнитного резонансаDetermination of the magnetic moments of 6Li and 7Li nuclei using an NMR spectrometer that records signals from two nuclei simultaneouslyНероновЮ. И.NeronovYu. I.

Санкт-Петербург

Yuriy I. Neronov

Saint Petersbur

yineronov@mail.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева; Национальный исследовательский университет ИТМОРоссияMendeleev Institute for Metrolog; ITMO UniversityRussian Federation2020170720230938Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1831

Экспериментальные данные о магнитных моментах ядер являются основой для понимания нетривиальных особенностей структуры ядерной материи. Определено отношение частот ядерного магнитного резонанса изотопов лития f(7Li)/f(6Li)=2,6409061846(13) с погрешностью 4,9·10–10. Найдено отношение резонансных частот f(H2O)/f(7Li)=2,557100473(9) протонов воды и ионов 7Li с погрешностью 3,5·10–9 для растворов с предельно малой концентрацией соли LiOH*H2O в воде при температуре 25 °С. Данные получены с помощью спектрометра на основе ядерного магнитного резонанса, работающего в режиме одновременной регистрации сигналов от двух ядер, что позволило на порядок уменьшить случайные и систематические погрешности результатов измерений. На основе полученных результатов и с учётом данных о магнитном моменте протона и электронном экранировании ядер лития вычислены магнитные моменты этих ядер μ(6Li)=0,8220454(25)μN; μ(7Li)=3,2564171(98)μN.  Выполнено сравнение экспериментальных данных μ(6Li), μ(7Li) и соответствующих данных теоретических вычислений.

The ratio of NMR frequencies of lithium isotopes was determined: f(7Li)/f(6Li)=2,6409061846(13) with an error of 4,9·10–10. We used a spectrometer mode with simultaneous recording of signals from two cores, which allows us to reduce random and systematic errors by an order of magnitude. The ratio of the resonant frequencies of water protons and 7Li ions was determined: f(H2O)/f(7Li)=2,557100473(9) with an error of 3,5·10–9 for solutions with an extremely low concentration of LiOH*H2O salt in water and at a temperature of 25 °C. Based on the data obtained, the magnetic moments of lithium nuclei were calculated: μ(6Li)=0,8220454(25)μN; μ(7Li)=3,2564171(98)μN. The known data on the magnetic moment of the proton and data on the electronic shielding of these nuclei were used. The comparison of experimental data on μ(6Li) and μ(7Li) with data from theoretical calculations is discussed.

ядерные моментыизотопы литияодновременная регистрация двух сигналов ядерного магнитного резонансаквантовая радиофизика.nuclear momentslithium isotopessimultaneous registration of NMR signalsquantum radiophysics.ReferencesMohr P. J., Newell D. B., Taylor B. N., Rev. Mod. Phys., 2016, vol. 88, pp. 1–69. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.88.035009Mohr P. J., Newell D. B., Taylor B. N., Rev. Mod. Phys., 2016, vol. 88, pp. 1–69. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.88.035009Александров В. А., Неронов Ю. И. Исследование ЯМР спектров изотопических аналогов водорода и оценка магнитного момента ядра трития // Письма в журнал экспериментальной и теоретической физики. 2011. Т. 93. № 6. С. 337–340.Aleksandrov V. S., Neronov Y. I., JETP Letters, 2011, vol. 93, no. 6, pp. 305–307.Karshenboim S. G., Ivanov V. G., Neronov Yu. I., et. al., Canadian Journal of Physics, 2005, vol. 83, no. 4, pp. 405–412. https://doi.org/10.1139/Р05-007Karshenboim S. G., Ivanov V. G., Neronov Yu. I., et. al., Canadian Journal of Physics, 2005, vol. 83, no. 4, pp. 405–412. https://doi.org/10.1139/Р05-007Ансельм А. А., Неронов Ю. И. Ограничение на существование спин-спинового взаимодействия неэлектромагнитного происхождения в опыте по измерению гиромагнитных отношений протона и дейтрона // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1985. Т. 88. № 6. С. 1946–1949.Anselm A. A., Neronov Yu. I., Soviet Physics – JETP, 1985, vol. 61, no. 6, pp. 1946–1949.Неронов Ю. И., Александров В. С. Определение магнитного момента ядра трития с погрешностью в девятом знаке // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2011. Т. 94. № 6. С. 452–455.Neronov Yu. I., Aleksandrov V. S., JETP Letters, 2011, vol. 94, no. 6, pp. 418–421.Неронов Ю. И., Серёгин Н. Н. Прецизионная оценка магнитного момента ядра гелия-3 // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2012. Т. 142. № 5. С. 883–888.Neronov Yu. I., Seregin N. N., JETP, 2012, vol. 115, no. 5, pp. 777–781.Mooser A., Ulmer S., Blaum K., Franke K., Kracke H., Leiteritz C., Quint W., Rodegheri C. C., Smorra C., Walz J., Nature, 2014, vol. 509, p. 596. https://doi.org/10.1126/science.aan0207Mooser A., Ulmer S., Blaum K., Franke K., Kracke H., Leiteritz C., Quint W., Rodegheri C. C., Smorra C., Walz J., Nature, 2014, vol. 509, p. 596. https://doi.org/10.1126/science.aan0207Neronov Yu. I., Seregin N. N., Metrologia, 2014, vol. 51, no. 1, pp. 54–60. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/1/54Neronov Yu. I., Seregin N. N., Metrologia, 2014, vol. 51, no. 1, pp. 54–60. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/1/54Stone N. J., Atomic Data and Nuclear Data Tables, 2005, vol. 90, pp. 75–176. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/1/54Stone N. J., Atomic Data and Nuclear Data Tables, 2005, vol. 90, pp. 75–176. https://doi.org/10.1088/0026-1394/51/1/54Antušek A., Kedziera D., Kaczmarek-Kedziera A., Jaszunski M., Chem. Phys. Lett., 2012, vol. 532, pp. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.02.036Antušek A., Kedziera D., Kaczmarek-Kedziera A., Jaszunski M., Chem. Phys. Lett., 2012, vol. 532, pp. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.02.036Lutz O., Nanurforsdi, 1968, vol. 23 a, pp. 1202–1209.Lutz O., Nanurforsdi, 1968, vol. 23 a, pp. 1202–1209.Beckmann A., et. al., Z. Physik, 1974, vol. 270, pp. 173–189.Beckmann A., et. al., Z. Physik, 1974, vol. 270, pp. 173–189.Borremans D., et. al., Phys. Rev., 2005, vol. C72, p. 044309. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.72.044309Borremans D., et. al., Phys. Rev., 2005, vol. C72, p. 044309. https://doi.org/10.1103/PhysRevC.72.044309Harris R., et. al., Pure Appl. Chem., 2008, vol. 80, pp. 59–84. https://doi.org/10.1351/pac200880010059Harris R., et. al., Pure Appl. Chem., 2008, vol. 80, pp. 59–84. https://doi.org/10.1351/pac200880010059Makulski W., Magnetochemistry, 2018, vol. 4, p. 9. https://doi.org/10.3390/magnetochemistry4010009Makulski W., Magnetochemistry, 2018, vol. 4, p. 9. https://doi.org/10.3390/magnetochemistry4010009Неронов Ю. И., Барзах А. Е. Определение методом ЯМР отношения магнитных моментов тритон-протон с погрешностью 10–6 % // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1977. Т. 72. № 5. С. 1659–1669.Neronov Yu. I., Barzakh A. E., JETP, 1977, vol. 72, pp. 1659–1669.Неронов Ю. И. Определение температурной зависимости экранирования протонов воды и способ оценки температуры живых тканей // Измерительная техника. 2017. № 1. С. 67–70.Neronov Yu. I., Measurement Techniques, 2017, vol. 60, no. 1, pp. 96–102. https://doi.org/10.1007/s11018-017-1156-9Sundholm D., Gauss J., Schafer A., J. Chem. Phys., 1996, vol. 105, pp. 11051–9. https://doi.org/10.1063/1.472905Sundholm D., Gauss J., Schafer A., J. Chem. Phys., 1996, vol. 105, pp. 11051–9. https://doi.org/10.1063/1.472905Cockrell R. C., Doctoral dissertation Physics (Iowa State University, Ames, IA, USA, 30 January 2012).Cockrell R. C., Doctoral dissertation Physics (Iowa State University, Ames, IA, USA, 30 January 2012).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.