페르미 접촉 상호작용

페르미 접촉 상호작용()은 전자와 원자핵 사이의 자기 상호작용이다. 주요 발현은 전자 스핀 공명 및 핵자기 공명 분광학에서 나타나며, 여기서 등방성 초미세 결합의 출현을 담당한다.

이러한 (겉으로는 불가능해 보이는) 현상이 일어나려면 전자가 s-오비탈을 차지해야 한다. 이 상호작용은 메가헤르츠 단위를 갖는 매개변수 A로 설명된다. A의 크기는 다음 관계식으로 주어진다.

및

여기서 A는 상호작용 에너지, μn은 핵자기 모멘트, μe는 전자기 쌍극자 모멘트, Ψ(0)는 핵에서의 전자 파동 함수 값이며, 는 양자 역학적 스핀 결합을 나타낸다.

표준 정식화는 핵이 자기 쌍극자 모멘트를 가지고 있다고 가정하지만 항상 그런 것은 아니기 때문에 잘 정의되지 않은 문제라고 지적되었다.


 자기 공명 분광학에서의 사용 

섬네일|right|284px|1,1'-디메틸니켈로센의 1H NMR 스펙트럼. 일부 상자성 화합물에서 관찰되는 극적인 화학적 이동을 보여준다. 0 ppm 근처의 날카로운 신호는 용매에서 비롯된 것이다.Köhler, F. H., "Paramagnetic Complexes in Solution: The NMR Approach," in eMagRes, 2007, John Wiley. 

대략적으로 A의 크기는 비공유 스핀이 핵에 얼마나 많이 분포하는지를 나타낸다. 따라서 A 값을 알면 단일 점유 분자 궤도를 매핑할 수 있다.

 역사 
이 상호작용은 1930년 엔리코 페르미에 의해 처음 유도되었다. 이 항에 대한 고전적 유도는 존 데이비드 잭슨의 "고전 전자기학(Classical Electrodynamics)"에 포함되어 있다. 간단히 말해, 고전 에너지는 다른 쌍극자의 자기장 B(r)에 있는 한 자기 쌍극자 모멘트의 에너지로 쓸 수 있는데, 두 쌍극자 사이의 거리 r이 0으로 갈 때 이 장은 다음과 같은 간단한 표현을 얻기 때문이다.

 각주 

분류:자기