核磁共振自旋—自旋弛豫时间T2

核磁共振自旋—自旋弛豫时间T2

核磁矩μ1在外场B0中极化后，可以分解为μ∥和μ1⊥分量．由于μ∥绕B0以ω0进动，μ1⊥在xy平面上以ω0绕B0旋转，它在邻近核磁矩μ2处产生—个频率为ω0的局域旋转磁场bL，如图1所示。

图1 μ1⊥在μ1处产生一个旋转磁场bL

因为μ2也绕B0以ω0进动，在bL场的磁力矩作用下，μ2有可能发生章动。因为μ1和μ2是同类核，进动频率相同，相互作用(交换能量，交换自旋角动量)很容易，在量子力学里，被认为是一个flip—flop的过程，与核电子学中双稳态多谐振荡器相类似。这个过程可在整个自旋系综内相继发生，能量子在邻近核自旋之间传递．假设核磁矩μ⊥在进动圆锥上不均匀分布(NMR发生时)，就会出现横向磁化强度分量M⊥，如图2所示。

图2 核磁矩μi相位相干时可形成横向磁化强度分量M⊥

核磁矩正是通过自旋—自旋相互作用使μ⊥分散开，从而导致μi在圆锥上的分布趋于均匀，此即M⊥→0。这正是自旋系统内部“横向热平衡”状态。这种能量转移的速度取决于自旋—自旋相互作用的强度，用一个自旋—自旋弛豫时间(spin-spin relaxation)T2来描述。自旋—自旋弛豫通常比自旋—晶格要快，液体中两者基本在同一量级，固体中T2比液体中T2短得多。