Observation of Barnett fields in solids by nuclear magnetic resonance

核磁気共鳴による固体におけるバーネット磁場の観測

中堂 博之 ; 小野 正雄  ; 針井 一哉; 松尾 衛; 家田 淳一   ; 春木 理恵*; 岡安 悟  ; 前川 禎通; 安岡 弘志; 齊藤 英治

Chudo, Hiroyuki; Ono, Masao; Harii, Kazuya; Matsuo, Mamoru; Ieda, Junichi; Haruki, Rie*; Okayasu, Satoru; Maekawa, Sadamichi; Yasuoka, Hiroshi; Saito, Eiji

電気的に中性な物体であっても、回転する物体中の粒子には磁場が生じることが予言されている。この磁場をバーネット磁場という。我々は核磁気共鳴法が固体中に生じたバーネット磁場を測定できることを示す。我々は試料とNMR検出コイルを同じ早さで回転させると核磁気モーメントの符号を反映したNMRシフトが生じることを見いだした。この結果はバーネット磁場の直接的証拠である。NMRを用いたバーネット磁場の測定は未知の核磁気モーメントの符号を決定できる。

A magnetic field is predicted to emerge on a particle in a rotating body even if the body is electrically neutral. This emergent field is called a Barnett field. We show that nuclear magnetic resonance (NMR) enables direct measurement of the Barnett field in solids. We rotated both a sample and an NMR coil synchronously at high speed and found an NMR shift whose sing reflects that of the nuclear magnetic moments. This result provides direct evidence of the Barnett field. The use of NMR for Barnett field measurement enables the unknown signs of nuclear magnetic moments in solids to be determined.