論文の概要: Magnetic Resonance Frequency Shift Caused by Nonuniform Field and Boundary Relaxation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.16671v1
- Date: Thu, 25 Apr 2024 15:16:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-26 13:20:37.317919
- Title: Magnetic Resonance Frequency Shift Caused by Nonuniform Field and Boundary Relaxation
- Title（参考訳）: 非一様磁場による磁気共鳴周波数変化と境界緩和
- Authors: Xiangdong Zhang, Jinbo Hu, Da-Wu Xiao, Nan Zhao,
- Abstract要約: 任意の非一様磁場下での周波数シフトと境界緩和について検討する。
周波数シフトは主に$B_z$分布によって決定される。
境界緩和に対する周波数シフトの依存性に基づく壁面相互作用研究のための新しいツールを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.571148539178049
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Magnetic field inhomogeneity is usually detrimental to magnetic resonance (MR) experiments. It is widely recognized that a nonuniform magnetic field can lead to an increase in the resonance line width, as well as a reduction in sensitivity and spectral resolution. However, nonuniform magnetic field can also cause shift in resonance frequency, which received far less attention. In this work, we investigate the frequency shift under arbitrary nonuniform magnetic field and boundary relaxation by applying perturbation theory to the Torrey equation. Several compact frequency shift formulas are reported. We find that the frequency shift is mainly determined by $B_z$ distribution (rather than the transverse field components in previous study) and has important dependence on boundary relaxation. Furthermore, due to the difference of boundary relaxation and high order perturbation correction, this frequency shift is spin-species dependent, which implies a systematic error in many MR based precision measurements such as NMR gyroscope and comagnetometers. This insight provides a potential tool for understanding the unexplained isotope shifts in recent NMR gyroscope and new physics searching experiments that utilize comagnetometers. Finally, we propose a new tool for wall interaction research based on the frequency shift's dependency on boundary relaxation.
- Abstract（参考訳）: 磁場の不均一性は通常、磁気共鳴(MR)実験に有害である。
非均一磁場は共鳴線幅の増大や感度の低下やスペクトル分解能の低下につながると広く認識されている。
しかし、一様でない磁場は共鳴周波数のシフトを引き起こすこともあり、これははるかに注意を払わない。
本研究では、任意の非一様磁場下での周波数シフトと境界緩和を、トーリー方程式に摂動理論を適用して検討する。
いくつかのコンパクトな周波数シフト公式が報告されている。
周波数シフトは、主に$B_z$分布によって決定され、境界緩和に重要な依存性を持つ。
さらに、境界緩和と高次摂動補正の違いにより、この周波数シフトはスピン種に依存しており、NMRジャイロスコープやコマグネトメーターのような多くのMRベース精度測定における体系的な誤差を意味する。
この知見は、最近のNMRジャイロスコープにおける説明できない同位体シフトと、コマグネトメーターを利用する新しい物理探査実験を理解するための潜在的なツールを提供する。
最後に,境界緩和に対する周波数シフトの依存性に基づく壁面相互作用研究のための新しいツールを提案する。
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