El momento magnético nuclear es el momento magnético de un núcleo atómico y surge del giro de los protones y neutrones . Es principalmente un momento dipolar magnético; el momento cuadripolar también causa algunos pequeños cambios en la estructura hiperfina . Todos los núcleos que tienen espín distinto de cero también poseen un momento magnético distinto de cero y viceversa, aunque la conexión entre las dos cantidades no es sencilla ni fácil de calcular.
El momento magnético nuclear varía de un isótopo a otro de un elemento . Para un núcleo cuyo número de protones y neutrones son iguales en su estado fundamental (es decir, el estado de energía más bajo), el espín nuclear y el momento magnético son siempre cero. En los casos con números impares de uno o ambos protones y neutrones, el núcleo a menudo tiene un giro y un momento magnético distintos de cero. El momento magnético nuclear no es la suma de los momentos magnéticos del nucleón, esta propiedad se asigna al carácter tensorial de la fuerza nuclear , como en el caso del núcleo más simple donde aparecen tanto el protón como el neutrón, a saber, núcleo de deuterio, deuterón.
Los métodos para medir momentos magnéticos nucleares se pueden dividir en dos grandes grupos con respecto a la interacción con campos aplicados internos o externos. [1] Generalmente, los métodos basados en campos externos son más precisos.
Se diseñan diferentes técnicas experimentales para medir momentos magnéticos nucleares de un estado nuclear específico. Por ejemplo, las siguientes técnicas están destinadas a medir momentos magnéticos de un estado nuclear asociado en un rango de tiempos de vida τ:
Técnicas como campo transitorio han permitido medir el factor g en estados nucleares con tiempos de vida de pocos ps o menos. [2]
Según el modelo de capa , los protones o neutrones tienden a formar pares de momento angular total opuesto . Por tanto, el momento magnético de un núcleo con números pares de cada protones y neutrones es cero, mientras que el de un núcleo con un número impar de protones y un número par de neutrones (o viceversa) tendrá que ser el del nucleón desapareado restante. . Para un núcleo con números impares de cada protones y neutrones, el momento magnético total será una combinación de los momentos magnéticos del "último" protón y neutrón no apareados.