CC BY
40
РХ. Сунгатуллин, М.И. Хазиев Системный подход в геологических исследованиях
60 - летию открытия явления магнитного резонанса
P.C. Катаев
Открытие в Казани Е.К. Завойским явления магнитного резонанса
4 &/п&££мератвр
Сь
В начале 30-х годов во всем мире интенсивно стало изучаться воздействие электрического поля на вещество. Е.К. Завойский, аспирант профессора Казанского университета В.А. Ульянина, будучи уверенным, что у всех видов спектроскопий от гамма-лучей до радиоволн - единая природа, ставит себе цель - создание радиоспектроскопии и просит направить его в Центральную радиолабораторию (ЦРЛ), которой заведовал М.А. Бонч-Бруевич. Разрабатывая схему мощного генератора радиоволн на частоту 1.5108 Гц, Евгений Константинович обнаруживает, что физические свойства среды, в которой находится колебательный контур, вызывают заметные изменения сеточных
I-« |— научно-технический журнал
2bl I еоресурСЬ1 2 (14) 2003
Информация
и анодных токов радиолампы, и понимает, что это явление - решение задачи создания высокочувствительного метода обнаружения поглощения радиоволн веществом с чувствительностью 10"пВт - рекордной по тем временам. В 1932 г. Завойский заканчивает диссертацию ис 1933 г. возглавляет кафедру физики КГУ. В 1939 г. он знакомится с работой американского физика Раби, в которой в пучках ядер наблюдалось резонансное поглощение энергии радиоволн. Это еще не позволяло говорить о радиоспектроскопии жидкостей и твердых тел. Кроме того, известный физик К. Гортер не смог обнаружить резонансного поглощения, а американские физики-теоретики Гайтлер и Теллер подсчитали, что время релаксации твердых парамагнитных диэлектриков равно порядка миллиона лет. Однако это не останавливает Завойского, который обладал развитой интуицией, и он начинает поиски ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в воде, в которой парамагнитными солями предельно укорачивалось время релаксации. Работы продолжаются до мая 1941-го года, когда впервые наблюдаются сигналы ЯМР. Но повторяемость сигналов низкая. Причина - в плохом магните с сильно неоднородным полем, изготовленном еще в прошлом веке. Выправлять положение уже не было времени. Грянула Великая Отечественная война.
В стенах КГУ размещались физические институты АН СССР Москвы и Ленинграда. Пришлось демонтировать почти все экспериментальные установки. В то время кафедрой физики заведовал Яков Ильич Френкель, который понимал важность начатого Завойским исследования. Было решено искать сигнал электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) на электронах в перпендикулярных полях, поскольку его магнитный момент в тысячу раз больше и, следовательно, сигнал ЭПР по амплитуде имеет гораздо большую интенсивность. Завойский видоизменяет установку, в качестве образцов использует водные растворы и соли MnCO3, MnCl2 и CuCl2 2H2O. Наконец, в 1943 г. на частоте порядка 100 МГц наблюдаются четкие, повторяющиеся сигналы ЭПР. Академик П.Л. Капица, директор Института физических проблем (ИФП) АН СССР, пригласил Евгения Константиновича повторить опыты в его институте. Там благодаря имевшемуся оборудованию в начале 1944 г. Завойский наблюдает ЭПР сигналы в диапазоне частот 107 - 3 109 Гц и температур 3 - 300 К. В статье Альтшулера, Завойского, Козырева в журнале ЖЭТФ новый метод измерения парамагнитного поглощения - ЭПР впервые был описан. В 1945 Завойский опубликовал статью на английском языке в журнале J.Phys. USSR.
Можно считать подвигом, что в тяжелые военные годы в Казани Евгений Константинович Завойский сделал величайшее открытие - обнаружил явление магнитного резонанса (ядерного и электронного). В 1946 г. он с интересом прочитал сообщения двух групп американских физиков -Парсела, Торри, Паунда и Блоха, Хансена, Паккарда об открытии ими ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на протонах, за которое они позже получили Нобелевскую премию. Экспериментальные установки, примененные американцами, мало отличались от установки первых экспериментов по ЭПР. И хотя в их статьях нет ссылок на работы Завойского, открытие ЯМР является естественным продолжением его работ в Казани, положившим начало магнитной радиоспектроскопии.
научно-технический журнал -,
(14) 7.ппЛ 21
