Techniklexikon

Atomstrahl-Resonanzmethode

engl. Atomic Beam Magnetic Resonance, ABMR, Gruppe von Experimenten an Atomstrahlen, die die Kraftwirkung von inhomogenen magnetischen Feldern auf Atome untersuchen. Erste Experimente dieser Art wurden um 1910 unternommen; das bekannteste ABMR-Experiment ist das 1922 durchgeführte Stern-Gerlach-Experiment. Die potentielle Energie V eines magnetischen Dipolmoments m in einem Magnetfeld B ist gegeben durch:

,

woraus sich eine Kraft F in einem inhomogenen Feld ergibt:

.

Im Stern-Gerlach-Experiment wurde die Richtungsquantelung des magnetischen Moments, d.h. die diskrete Einstellung der Richtung des atomaren Drehimpulses, im Magnetfeld nachgewiesen. Eine Weiterentwicklung in der ABMR-Technik stellte das Rabi-Experiment (1938) dar. Durch geschickte Kombination inhomogener und homogener statischer Felder mit Radiofrequenz-Feldern ist es möglich, Übergänge zwischen einzelnen Spineinstellungen, d.h. zwischen Zeeman-Unterniveaus (Zeeman-Effekt), zu induzieren. Diese Methode kann angewendet werden, um atomare Energieniveaus zu vermessen. Sie wurde später von Ramsey weiter verbessert und erlaubt heute sehr präzise Messungen von Übergangsfrequenzen zwischen Energieniveaus in Atomen und Molekülen (Ramsey-Interferenzmethode). Eine wichtige Anwendung dieser Methode ist die Atomuhr, die heute den Standard für die Messung der Zeit darstellt.