Ano ang isang electron spin resonance?

Ang Electron Spin Resonance (ESR) ay isang anyo ng spectroscopy na ginamit sa mga paramagnetic na materyales at mdash;mga materyales na nagiging magnetic kapag nakalantad sa isang panlabas na magnetic field.Ang ESR ay tinutukoy din bilang electron paramagnetic resonance, o EPR.Ang electron spin resonance ay may iba't ibang mga aplikasyon sa kimika at biology, at kahit na may mga gamit sa mga patlang tulad ng quantum computing.

Ang isang elektron ay nagdadala ng singil at spins.Kaya't ito ay nagpapahiwatig ng isang magnetic moment.Kung nakalagay sa isang panlabas na magnetic field, ang magnetic moment ng elektron ay magkahanay sa direksyon ng magnetic field.Posible rin para sa elektron na magkahanay sa kabaligtaran ng direksyon ng magnetic field, ngunit nangangailangan ito ng mas maraming enerhiya at hindi ang natural na estado ng elektron.Ito ang pang -agham na pundasyon para sa resonansya ng electron spin.Ang mga walang bayad na electron ay sumisipsip ng enerhiya ng electromagnetic at lumipat sa isang mas mataas na estado ng enerhiya sa pamamagitan ng muling pag-align ng kanilang mga magnetic moment na kabaligtaran ng panlabas na inilapat na magnetic field.Ang dalas ng enerhiya na hinihigop ng mga electron ay nagpapahiwatig ng istraktura ng kemikal ng molekula na kung saan sila nakalakip.Sa ganitong paraan, maaaring magamit ang resonance ng electron spin upang matukoy ang komposisyon ng kemikal ng iba't ibang mga materyales.

kritikal na ang sangkap ay walang bayad na mga electron.Ito ay dahil ang mga ipinares na electron, bawat prinsipyo ng pagbubukod ng Pauli, ay magkakaroon ng mga spins sa kabaligtaran ng mga direksyon at, samakatuwid, walang net magnetic moment.Ang mga materyales na ito ay kilala bilang diamagnetic at hindi angkop para sa ESR.Kung hindi, ang lahat ng mga electron ay magiging nasasabik at walang karagdagang pagsipsip ay posible.Sa kasong ito, walang masusukat at, bunga, walang signal na magagawa.Spin-lattice relaxation, kung saan ang isang elektron ay nagbibigay ng enerhiya sa mga paligid nito, at ang pag-spin-spin na pagpapahinga, kung saan ang isang elektron ay nagbibigay ng enerhiya sa isa pang elektron, ay ang dalawang pamamaraan kung saan maaaring mangyari ang pagpapahinga.

Ang ESR ay lalong angkop sa pagtuklas ng libreAng mga radikal, na kung saan ay isang hanay ng mga lubos na reaktibo na mga molekula na may mga walang bayad na electron.Ang mga libreng radikal ay kilala na sanhi ng maraming mga sakit, pagkalason, at kahit na mga cancer.Nagdudulot din sila ng pagkabulok ng enamel ng ngipin sa isang kilalang rate, na nangangahulugang ang resonance ng electron spin ay maaaring magamit hanggang sa mga ngipin at, sa pamamagitan ng pagpapalawak, mga tao.Ang labis na mga libreng radikal ay naroroon din sa beer at alak na nakaraan ang kanilang buhay sa istante.

Ang ESR ay isang nangungunang kandidato din sa maraming mga teknolohiyang paggupit.Kasama dito ang artipisyal na fotosintesis at pag -compute ng dami.Sa huli, sa pamamagitan ng fine-tuning ESR upang magtrabaho sa isang solong elektron sa halip na isang pangkat ng mga electron, ang isang lohika gate ay maaaring malikha na tumutugma sa mga estado ng enerhiya ng magnetic moment ng elektron.