Электронный парамагнитный резонанс: сигнал от электронов
В 1944 году физик Евгений Завойский в Казани наблюдал электронный парамагнитный резонанс (ЭПР) — особое поглощение электромагнитного излучения веществом в магнитном поле. Это явление стало основой метода исследования материалов.
Как это было
Исследования Завойского выросли из интереса к магнитным свойствам вещества и радиофизическим методам измерений. Ещё до открытия он пытался зарегистрировать очень слабые изменения, возникающие под воздействием высокочастотного поля. Пришлось подобрать чувствительную схему регистрации и научиться отличать искомый отклик вещества от помех.
В опытах 1944 года Завойский помещал образцы парамагнитных солей в магнитное поле и воздействовал на них электромагнитными колебаниями. При определённом сочетании условий на измерительном приборе появлялся характерный сигнал поглощения. Архивные материалы Казанского университета относят первое наблюдение такого сигнала на осциллографе к 21 января 1944 года.
Исследователь проверял эффект на разных веществах и менял условия опыта. Это позволяло показать, что речь идёт о воспроизводимом физическом явлении, связанном с магнитными свойствами электронов.
Как это работало
Электрон обладает собственным магнитным моментом, поэтому в постоянном магнитном поле для него возможны состояния с разной энергией. Если подать электромагнитное излучение подходящей частоты, электронная система может поглотить его энергию и перейти между такими состояниями. Это и есть резонанс.
Экспериментатор изменяет магнитное поле или частоту излучения и измеряет, где поглощение усиливается. По форме и положению сигнала можно судить о магнитном окружении электронов и свойствах исследуемого вещества. Особенно полезен ЭПР там, где есть неспаренные электроны — например, в некоторых ионах и свободных радикалах.
Что было дальше
На основе ЭПР развилась магнитная радиоспектроскопия. Метод используют в физике твёрдого тела, химии, исследовании дефектов материалов и биологических объектов. В 1970 году открытие Завойского внесли в Государственный реестр открытий СССР с официальной датой приоритета 12 июля 1944 года. Эта дата относится к оформленному приоритету, а январская — к раннему наблюдению сигнала.
В те же годы
ЦАГИ 1-ЭА: вертолёт для исследования вертикального полёта
В 1930 году в ЦАГИ поднялся в воздух экспериментальный вертолёт 1-ЭА. Его конструированием и испытаниями занимался Алексей Черёмухин, а общее руководство проектом осуществлял Борис Юрьев.
1931связь и радиоТрубка Катаева: как свет превращали в телевизионный сигнал
24 сентября 1931 года Семён Катаев подал заявку на передающую телевизионную трубку с накоплением электрического заряда. В её основе была светочувствительная мишень, позволяющая передавать изображение электронным способом.
1932химия и материалыКаучук из спирта: как метод Лебедева стал заводской технологией
В 1932 году в СССР заработало промышленное производство синтетического каучука по технологии химика Сергея Лебедева. На Ярославском заводе СК-1 вещество, прежде получавшееся в лабораториях и опытных установках, начали выпускать в заводских условиях.
1933вычислительная техникаАксиомы Колмогорова: строгие правила для случайных событий
В 1933 году математик Андрей Колмогоров опубликовал книгу «Основные понятия теории вероятностей». В ней вероятности были описаны через систему аксиом, связанную с математической теорией меры.
1933ракеты и космосГИРД-Х: эксперимент с полностью жидкостным двигателем
В ноябре 1933 года на полигоне в Нахабино запустили ракету ГИРД-Х, созданную на основе проекта Фридриха Цандера. Доводку и запуск после его смерти выполнил коллектив ГИРД под руководством Сергея Королёва.
1933связь и радиоТеорема Котельникова: как сохранить непрерывный сигнал в отсчётах
В 1933 году Владимир Котельников опубликовал работу о пропускной способности каналов связи. В ней он показал, при каких условиях непрерывный сигнал можно точно восстановить по отдельным измерениям.