Я́ДЕРНЫЙ ГИРОСКО́П

Я́ДЕРНЫЙ ГИРОСКО́П, раз­но­вид­ность кван­то­во­го ги­ро­ско­па, чув­ст­вит. эле­мен­том ко­то­ро­го яв­ля­ет­ся ан­самбль ори­ен­ти­ро­ван­ных атом­ных ядер, об­ла­даю­щий мак­ро­ско­пич. маг­нит­ным мо­мен­том $\boldsymbol M$. Прин­цип дей­ст­вия Я. г. ос­но­ван на за­ви­си­мо­сти час­то­ты пре­цес­сии век­то­ра $\boldsymbol M$ в по­сто­ян­ном маг­нит­ном по­ле $\boldsymbol H$ от уг­ло­вой ско­ро­сти вра­ще­ния Я. г. По­сколь­ку яд­ра с чёт­ны­ми чис­ла­ми про­то­нов $Z$ и ней­тро­нов $N$ име­ют ну­ле­вой маг­нит­ный мо­мент, в Я. г. ис­поль­зу­ют­ся нук­ли­ды с не­чёт­ным мас­со­вым чис­лом $A=Z+N$, та­кие как $\ce{_2^3 He}$, $\ce{_36^83 Kr}$, $\ce{_54^129 Xe}$ и др. Эти ато­мы име­ют за­пол­нен­ную элек­трон­ную обо­лоч­ку, и их пол­ный маг­нит­ный мо­мент оп­ре­де­ля­ет­ся толь­ко маг­нит­ным мо­мен­том яд­ра. Для ос­лаб­ле­ния влия­ния ре­лак­са­ци­он­ных про­цес­сов в Я. г. ис­поль­зу­ют­ся га­зо­об­раз­ные ак­тив­ные сре­ды.

В крио­ген­ных Я. г. ядер­ные спи­ны ори­ен­ти­ру­ют­ся од­но­род­ным по­сто­ян­ным маг­нит­ным по­лем при темп-ре $T$≈4,2 К. В боль­шин­ст­ве Я. г. при­ме­ня­ет­ся ди­на­мич. ори­ен­та­ция ядер, за­клю­чаю­щая­ся в из­ме­не­нии рав­но­вес­ной на­се­лён­но­сти в сис­те­ме ядер­ных спи­нов с по­мо­щью оп­тич. на­кач­ки, при ко­то­рой про­ис­хо­дит пе­ре­да­ча мо­мен­та им­пуль­са фо­то­нов от элек­тро­нов к яд­рам.

Из­ме­не­ния $\boldsymbol M$, вы­зван­ные вра­ще­ни­ем Я. г., ре­ги­ст­ри­ру­ют с по­мо­щью ядер­но­го маг­нит­но­го ре­зо­нан­са и эф­фек­тов мо­ду­ля­ции ве­ли­чи­ны по­гло­ще­ния или фа­ра­де­ев­ско­го вра­ще­ния плос­ко­сти по­ля­ри­за­ции оп­тич. из­лу­че­ния, про­хо­дя­ще­го че­рез ак­тив­ную сре­ду Я. г. с пре­цес­си­рую­щим маг­нит­ным мо­мен­том $\boldsymbol M$. По­греш­ность оп­ре­де­ле­ния уг­ло­вой ско­ро­сти вра­ще­ния Я. г. со­став­ля­ет ⩽ 10^–2 град/ч.