Techniklexikon

Kernspin

Spin, Kernmagnetische Resonanz Kerndrehimpuls, I, Gesamtdrehimpuls eines Atomkerns (Kern) in Einheiten des Planckschen Wirkungsquantums . Zu diesem tragen der ganzzahlige Bahndrehimpuls l und der Spin s der Nukleonen entsprechend einer Vektoraddition bei. In der quantenmechanischen Beschreibung sind die Beträge l und s Quantenzahlen der Einteilchenwellenfunktionen. Für die Gesamtwellenfunktion werden diese zur Berücksichtigung der verschiedenen geometrischen Möglichkeiten der Vektoraddition durch die Clebsch-Gordan-Koeffizienten gewichtet (Kopplung von Drehimpulsen). Bezüglich einer vorgegebenen Achse (Quantisierungsrichtung) gibt es für den Kerndrehimpuls 2I + 1 Einstellmöglichkeiten mit den Komponenten I_z = m_I , m_I = I, I - 1,1/4,-I. Spin und Bahndrehimpuls sind magnetische Dipolmomente (Vielpolmomente) zugeordnet, so dass diese wechselwirken, im Schalenmodell typischerweise über eine starke LS-Kopplung.

Wegen Paritätserhaltung haben alle gg-Kerne (gerade Neutronen- und Protonenzahl) geradzahligen Kernspin, mit I^P = 0⁺ für den Grundzustand. Für Kerne mit gerader Nukleonenzahl ist I ganzzahlig, für ungerade Nukleonenzahl halbzahlig.

Kernspin: Einstellmöglichkeiten eines Kerns mit a) Spin 1 / 2 (Proton) und b) Spin 1 (Deuteron).