核自旋是原子核的重要性質之一，是核自旋角動量的簡稱。原子核由質子和中子組成，質子和中子都有確定的自旋角動量，它們在核內還有軌道運動，相應地有軌道角動量。所有這些角動量的總和就是原子核的自旋角動量，反映了原子核的內稟特性。
基本介紹
- 中文名：核自旋
- 外文名：nucleus spin
- 全稱：核自旋角動量
- 單位：普朗克常數
物理意義,衡量單位,數據測量,核自旋溫度,
物理意義
原子核的自旋是原子核最重要的特性之一。根據量子力學規則，核自旋取h/2π的半整數和整數倍(h為普朗克常數)。凡質子數和中子數都是偶數的核(偶偶核)，其自旋為零;兩者都為奇數的核(奇奇核)，其自旋為h/2π的整數倍。質量數為奇數的核(奇A核)，其自旋為h/2π的半整數倍，遵從費密-狄喇克統計律。質量數為偶數的核(偶A核)，遵從玻色-愛因斯坦統計律。在自然界中穩定的核素有一半以上為偶偶核，而奇奇核僅有少數幾種。表征原子核大小的量，亦稱核半徑，通常有幾種意義：①表征核電荷分布的半徑；②表征核核心子分布的半徑；③表征原子核核力的作用範圍。它們均可近似地表示為R=r0A。式中A為質量數，r0的值在(1.1～1.5)×10-m範圍內。
衡量單位
通常以約化普朗克常數h為衡量單位，核自旋角動量的最大投影值I稱為核自旋，它也就是核的自旋量子數。核處於基態時，偶A核的自旋為零或整數，其中偶偶核的自旋為零，奇奇核的自旋為整數；奇A核的自旋為半整數（見原子核）。核自旋是核內部結構的反映，根據核殼層模型（見原子核模型）可以相當好地說明基態核的自旋值。自旋為零或整數的偶A核屬於玻色子，遵從玻色-愛因斯坦分布；自旋為半整數的奇A核屬於費米子，遵從費米-狄拉克分布和泡利不相容原理。
數據測量
核處於各激發態時，由於核子軌道運動狀態不同，因而有不同的核自旋。各激發態的核自旋是核能級的標記之一。核因有自旋而具有磁矩，可影響核外電子的運動，造成核外電子能級的超精細分裂，引起原子光譜的超精細結構。對原子光譜超精細結構的分析，是獲得核自旋數據的重要方法之一。另一種獲得核自旋數據的重要方法是通過核衰變和核反應來確定。通過加速重離子產生的重離子反應可獲得核自旋達100的高自旋態。研究高自旋態是核物理前沿極為活躍的領域。
核自旋溫度
核自旋溫度是指致冷物質中核的自旋系統所達到的溫度，在絕熱核去磁後，核自旋可達到微開甚至毫微開的量級，此時核自旋溫度和傳導電子溫度或晶格溫度相差很大，後者比前者可能高1至2個量級，隨後核系統的冷量通過核自旋與晶格的耦合傳給電子和晶格達到冷卻樣品的目的。
