DE1038109B - Verfahren zur Speicherung und Entnahme von elektrischen Impulsen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf der sogenannten Spinechotechnik. Um die Erfindung selbst und den durch sie erzielten technischen Fortschritt klar herauszustellen, ist es zunächst erforderlich, die Art der bisher zur Anwendung gekommenen Spinechotechnik zu umreißen. Die Grundzüge dieser Technik sind in mathematischer Form in dem Aufsatz »Spinechos«, veröffentlicht in Physical Review, 15. November 1950, erklärt und in einfacherer Form in dem Aufsatz »Freie Kerninduktion«, veröffentlicht in Physics Today, November 1953. Da die genannten Aufsätze in der Öffentlichkeit schon verfügbar sind, ist es angebracht, daß die nunmehrige Wiederholung auf die Gesichtspunkte beschränkt wird, in welchen die hier herausgestellten Verbesserungen einen neuen und nutzbringenden Unterschied auf diesem Gebiet enthalten.

Es ist früher festgestellt worden, daß Atomkerne von chemischen Substanzen gyroskopische Momente//, auf Grund eines charakteristischen Spins und auch längs ihrer gyroskopischen Achsen gerichtete magnetische Momente μ aufweisen. Das Verhältnis ν zwischen

diesen beiden Momenten, das ν = -~ ist, ist bekannt

ι h

als das gyromagnetische Verhältnis und ist eine Konstante für einen gegebenen Typ von Kernen. Eine eingehende Erörterung der genannten Kerncharakteristika ist, besonders im Hinblick auf die Anwendung auf chemische Analysen, im USA.-Patent 2 561 489 dargelegt. Die Spinechotechnik ist andererseits auf die Anwendung äußerer magnetischer Einflüsse auf solche gyromagnetischen Körper zur Angabenspeicherung in Proben chemischer Substanzen, z. B. Wasser, und die nachfolgende Entnahme der Angaben hieraus gegründet.

Nach einem vorgeschlagenen Verfahren wird die Probe in ein starkes inhomogenes magnetisches Feld gebracht, welches die »Kernkreisel« bzw. die Protonen oder Wasserstoffkerne in Wasser parallel zum Feld ausrichtet, in der gewöhnlichen Art, in der sich ein mechanischer Kreisel unter dem Einfluß der Schwerkraft aufrechtstellt. Bei diesem Vorgang mögen die Richtungen verschiedener magnetischer Kernmomente entweder mit oder entgegen der Hauptfeldrichtung verlaufen, wie es im wesentlichen der Zufall bedingt. Während eine Anzahl gegen das Feld gerichteter Momente eine gleiche Anzahl mit dem Feld gerichteter Momente ausgleicht, bleibt jedoch in dem Aggregat ein Übergewicht oder ein wirksames resultierendes Moment in einer Richtung.

Die Angabenspeicherung findet mittels magnetischer Hochfrequenz-(HF-) Impulse statt, welche der Probe über eine senkrecht zur Achse des Hauptfeldes gerichtete Spule zugeführt werden. Die HF ist auf Verfahren zur Speicherung und Entnahme von elektrischen Impulsen

Anmelder:

IBM Deutschland

Internationale Büro-Maschinen

Gesellschaft m.b.H., Sindelfingen (Württ.), Tübinger Allee 49

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 18. Januar 1954

Erwin Lous Hahn, Bergenfield, N. J. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

die durchschnittliche Larmorpräzessionsfrequenz der

^Z5 Probe abgestimmt, wie später beschrieben wird. Diese Impulse koppeln sich mit Gruppen von phasengleichen magnetischen Momenten und drehen die letzteren zusammen mit ihren zugehörigen spinenden Kernen aus der Richtung des Hauptfeldes heraus. Im Fall eines einzigen Angabenimpulses ist der größte Drehwinkel 90°, so daß die größte resultierende Momentwirkung, welche durch das rotierende HF-Feld nach Art eines Synchronmotors herumgedreht wird, in der X-F-Ebene senkrecht zur Z-Achse oder Hauptfeldrichtung zurückdreht, d. h. in oder nahe bei der Axialebene der HF-Spule. Jedoch ist es im Falle von Mehrfach-Angabenimpulsen oder Einzelimpulsen, welche eine Drehung um einen anderen Betrag als 90° bewirken, auch klar, daß alle gedrehten Momente in der X"-F-Ebene rotierende Komponenten haben.

Während eines Angabenimpulses werden die hierdurch gedrehten Momente, welche in Resonanz mit dem zurückdrehenden HF-Feld sind, zusammen herumgedreht, so daß sie im' wesentlichen ihre Anfangsphasengleichheit erhalten. Wenn ein Angabenimpuls endet und dadurch das antreibende HF-Feld in Fortfall bringt, veranlaßt die Rückstellkraft des magnetischen Hauptfeldes jeden geneigten Spinkern, eine Kreiselpräzession und die Z-Achse mit einer charakteristischen Frequenz (mit Larmorfrequenz bezeichnet) zu beginnen, welche das Produkt des gyromagnetischen Verhältnisses und der den Kern beeinflussenden Feldstärke ist. Da das Feld nicht homogen ist, erlangen manche Kerne unterschiedliche Larmor-

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frequenzen, so daß ihre magnetischen Momente allmählich miteinander außer Phase geraten und sich rund um die Rotations-Z-Achse so verteilen, daß sie jede mitwirkende induktive Wirkung auf die HF-Spule verlieren.

Ein kräftiger HF-Dreherinnerungsimpuls wird als nächstes zugeführt, welcher die Rotationsebene der Präzessionsmomente über einen großen Winkel, vorzugsweise 180°, im einfachsten Fall klappt, so daß am Ende des Erinnerungsimpulses die verschiedenen Momente, welche vorher phasendivergent waren, phasenkonvergent werden, sich in demselben relativen Maße zusammenziehen, in dem sie sich früher auseinanderzogeri. Infolgedessen kehren nach einer gewissen Zeit die Momente zu gegenseitiger Phasenübereinstimmung zurück, verstärken sich gegenseitig durch konstruktive Interferenz, um ein Signal in der HF-Spule zu induzieren. Dieses Signal, welches stets ein »Echo« des entsprechenden früher zugeführten Angabenimpulses darstellt, wird aufgenommen, verstärkt, in einem Oszillographen sichtbar gemacht oder in anderer gewünschter Weise ausgenutzt.

Bei der oben dargelegten Spinechopraxis, welche am erfolgreichsten bei Flüssigkeiten, wie Wasser und gewissen Mineralölen, angewendet worden ist, sind beide, die Anfangspolarisation der gyromagnetischen Körper und ihre Erregung zu Larmorpräzession von der Aufrechterhaltung eines von außen zugeführten einseitig gerichteten, magnetischen Feldes großer Stärke abhängig; ein Vorgang, der eine Feldstärke in der Größe von 7000 Gauß erfordert. Die Aufrechterhaltung eines so starken Feldes hat entweder einen permanenten Magnet von mehreren hundert Pfund Gewicht oder einen äquivalenten Gleichstrommagnet notwendig gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Spinechotechnik, in welcher das starke äußere einseitig gerichtete Feld und infolgedessen die erwähnten großen Magnete ausgeschaltet sind.

Dies geschieht, indem erfindungsgemäß die natürlichen inneren, elektrischen und magnetischen Felder von Kristallen zur Schaffung einer Anfangsausrichtung und nach Aufdrücken eines Angabenimpulses zur nachfolgenden Larmorpräzession der im Kristall befindlichen gyromagnetischen Resonatoren, insbesondere der Atomkerne, ausgenutzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie weitere Verbesserungen derselben sind aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung ersichtlich.

Fig. 1 ist ein Halbblockschema, das die Mittel zur Ausführung der vor der vorliegenden Erfindung üblichen Spinechotechnik zeigt;

Fig. 2 zeigt im Diagramm eine typische neue elektrische Anordnung zur Ausführung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 zeigt in ähnlicher Weise eine weitere Verbesserung der Anordnung nach Fig. 2;

Fig. 4 stellt entgegengesetzt orientierte gyromagnetische Körper in dem internen Feldverlauf einer kristallinen Substanz dar;

Fig. 5 ist ein Zustandsdiagramm, das aufeinanderfolgende Zustände und Beziehungen zwischen Kernmomenten während der aufeinanderfolgenden Schritte der Spinechotechnik gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm mit Bezug auf die Schritte der Fig. 5;

Fig. 7 stellt die langsame Präzession des gesamten kristallinen, gyromagnetischen Systems unter dem Einfluß eines schwachen magnetischen Erregerfeldes dar;

Fig. 8 und 9 erklären bildlich den Grund für die Vergrößerung der Phasenerinnerung der Larmorpräzession durch Zuführung des Steuerfeldes;

Fig. 10 und 11 zeigen das verbesserte Spinechoergebnis, das durch die Vergrößerung der Larmorpräzessionsphasenerinnerung erzielt wird.

Vor der eingehenden Erklärung der vorliegenden

ίο Erfindung ist es notwendig, zu betonen, daß die im Grunde enthaltenen Phänomene keine einfachen klassischen Beziehungen zwischen wenigen körperlichen Gegenständen sind, sondern vielmehr die Auswirkungen einer ungewöhnlichen Zahl von unendlich kleinen Körpern und Kräften in den komplexen Beziehungen der Quantenphysik. Strenge Quantenanalysis würde hier angesichts der erwähnten Vorveröffentlichungen zu unerträglichen Wiederholungen führen und infolgedessen nicht zu der vorliegenden Beschreibung gehören, besonders, da ja durch ihre Natur manche enthaltenen Quantenphänomene an sich nicht klassisch geschildert werden können. Statt dessen werden zwecks klarer Erläuterung einige willkürlich herausgegriffene Körper und Beziehungen diagrammäßig als Repräsentanten der zusammengesetzten Resultierenden dargestellt, welche bei der Erzeugung der makroskopischen Gegenstände zusammenwirken, z. B. müssen die beiden in Fig. 4 gezeigten Kerne als Repräsentanten zahlloser Paare von in der Probe enthaltenen Körpern aufgefaßt werden. Weiterhin ist zu bedenken, daß, wenn aus Gründen der Einfachheit die Erklärung auf spinende Kerne gerichtet ist, die beschriebenen Phänomene auch auf spinende Elektronen und alle anderen Arten von gyromagnetischen Resonatoren übertragen werden können.

Wie vorher erwähnt, bedarf die Praxis der Spinechotechnik mit geeigneten Flüssigkeiten, wie Wasser, der Gegenwart eines durch die Probe hindurchgehenden, großen, polarisierenden, magnetischen Feldes.

Fig. 1 zeigt eine typische Anordnung zur Verwirklichung dieser Technik in der früheren Art, wobei das Feld von einem großen Dauermagnet 20 geliefert wird. Die Probe 21 aus einer chemischen Substanz wird in einer HF-Spule 22 gehalten, welche zwischen den Polen des Magnets 20 angeordnet ist und ihre Achse senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes hat. Die HF-Spule 22 bildet einen Arm einer Brücke 23, während eine ähnliche Spule 24 den anderen Arm bildet. 25 gibt einen Oszillator oder Erreger wieder und umfaßt eine HF-Quelle, welche über einen Kraftverstärker 26 und ein Abstimmnetzwerk 27 auf die Brücke 23 arbeitet. Eine Impulsquelle oder ein Zeitschalter 28 bringen die früher erwähnten Angaben- und Erinnerungsimpulse hervor, indem sie zunächst den Erreger 25 starten und sodann den Kraftverstärker 26 zur Erzeugung der gewünschten Dauer der HF-Impulse auslösen. Der Zeitschalter 28 liefert auch Zeilenablenkimpulse an den Oszillographen 29. Da die inneren Einrichtungen und das Arbeiten eines solchen Zeitschalters, Erregers, Verstärkers usw. in der Elektronentechnik wohlbekannt sind, ist hier eine weitere Beschreibung nicht erforderlich.

Vertikale Ablenkplattenimpulse werden an den Oszillographen 29 von einem Empfänger oder Detektorverstärker 30 geliefert, dessen Eingangsleitung 31 zentral mit dem Brückennetzwerk verbunden ist. Diese zentrale Verbindung zwischen den Spulen 22 und 24 verhindert, daß große Mengen HF-Energie in den Empfänger 30 während der Angabe- und Erinnerungsimpulse fließen, was der Zweck der Brücke 30

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ist. Nach der Beendigung dieser Impulse, d. h. bei Achsen, wie aus der Zeichnung ersichtlich. Strom Abwesenheit von Speiseresonanz-HF-Energie, werden wird den Spulen 39 und 40 von der Stromquelle 35 allein in der Brückenspule 22 induzierte Echoimpulse über einen zweiten Widerstand 41 entweder unter zu dem Empfänger 30 geleitet und erzeugen ihr Ab- Steuerung durch einen zweiten Regler 42, ähnlich dem bild im Oszillographen 29. So ist ersichtlich, daß die 5 unter 37 gezeigten, oder durch unmittelbare Verbin-Brücke ein und dieselbe HF-Spule 22 zur Zuführung dung mittels eines zweiten Dreipolschalters 43 dervon Impulsen zur Probe 21 und zur Entnahme von selben Art, wie er bei den Spulen 33, 34 beschrieben Echoimpulsen daraus zu benutzen gestattet. Als an- wurde. Es ist klar, daß durch die gezeigte Anordnung dere Ausführungsmöglichkeit hiervon kann eine ge- die beiden Spulensätze reguliert, mit Impulsen betrennte Detektorspule vorgesehen werden, deren Achse io schickt, gespeist oder abgetrennt werden können, unin einem rechten Winkel zu der der Spule 22 liegt und abhängig voneinander oder in jeder gewünschten die direkt mit dem Empfänger verbunden ist. Auf Kombination.

diese Weise wird das Brückennetzwerk in manchen In jeder von gewissen Arten von Kristallen, z. B. Fällen überflüssig gemacht. Natriumchlorat (NaClO₃), besteht ein elektrischer Wenn bei dem Verfahren der vorliegenden Erfin- 15 Feldgradient q, welcher zur Ausrichtung der Chlordung der Gebrauch von HF-magnetischen Angaben- kernkörper dient, wenn sie die Eigenschaft haben, eine und Erinnerungsimpulsen erwünscht ist, können diese unsymmetrische Ladungsverteilung oder ein Vier-Impulse gewöhnlich durch dieselbe Kombination von polmoment A aufzuweisen. Ein solcher Feldgradient Elementen, wie in Fig. 1 dargestellt, erzeugt werden. in Natriumchlorat ist in Fig. 4 dargestellt und ist als Jedoch bringt die neue, Kristalle statt Flüssigkeiten 20 axialsymmetrische, um die Natrium und Chlor verbenutzende Technik grundsätzliche Unterschiede in bindende (in der Z-Achse dargestellte) Molekülverder Methode und den Mitteln der Behandlung der bindung angenommen. Fig. 4 stellt auch einen das Probe selbst mit sich. Ein typisches Gerät für diesen Vierpolelement A oder die Form einer verkürzten Zweck wird in Fig. 2 beschrieben. Zigarre aufweisenden Ladungsverteilung einschlie-Der wichtigste und den sichtbarsten Vorteil auf- 25 ßenden spinenden Kern dar, wobei die Achse des Spin weisende, durch die neue Methode hervorgerufene die Längsachse der Ladung umfaßt. Es ist klar, daß, Unterschied liegt in der Ausschaltung des ungeheuren solange ein solcher Kern in der Richtung der Z-Achse Magnets 20 der Fig. 1 oder seines kostspieligen und orientiert ist, das elektrische Feld E_A quer zur Spitze lästigen elektromagnetischen Äquivalents. Diese Ver- der Ladung durch das gleiche Feld Eg quer zum Fuß besserung ist natürlich auf das Fehlen der Forderung 30 davon ausgeglichen wird, so daß der Kern im Kristall nach einem kräftigen äußeren polarisierenden Feld, stabilisiert bleibt. Wenn der Kern jedoch aus der wie zuvor festgestellt, zurückzuführen. Tatsächlich Z-Achse gedreht wird, wird die Ladung unausgewird die Kristallprobe 32 nicht irgendeinem bedeu- glichen, seitlichen Feldgradientenkräften unterworfen tungsvollen äußeren polarisierenden Feld ausgesetzt. werden, welche die Drehbewegung umzukehren stre-Statt dessen wird sie einem schwachen nicht polari- 35 ben. Da der Kern ein Spinwinkelmoment hat und dasierenden Steuerfeld ausgesetzt, das z. B. von 1 bis her einen Kreisel darstellt, präzediert er unter diesen 20 Gauß reicht und in sichtbarem Gegensatz zu dem Bedingungen in dem elektrischen Feld in einer zu der bei der früheren Technik typischen erforderlichen früher beschriebenen Präzession von gyromagnepolarisierenden Feld von 7000 Gauß steht. Der Zweck tischen Kernen in einem starken magnetischen Feld und die Wirkung des kleinen Steuerfeldes werden 40 analogen Weise. Es ist jedoch wichtig, hier zu bespäter ausführlich beschrieben werden. tonen, daß zusätzlich zu seinen Spin- und Vierpol-Mit Bezug auf die Fig. 2 kann das Steuerfeld im momentcharakteristiken der Kern auch die Eigenallgemeinen durch ein Paar kernloser Gleichstrom- schaft des magnetischen Moments μ besitzt, welches magnetwicklungen 33 und 34 hergestellt werden, längs seiner Achse in der einen oder anderen, von der welche koaxial auf entgegengesetzten Seiten der Probe 45 Richtung des Spins abhängigen Richtung orientiert 22 angeordnet und in gleichem Sinn gewickelt sind. ist. Während die anfänglich vorherrschende Kernaus-Eine geeignete Gleichstromquelle 35, welche als Bat- richtung und die folgende Larmorpräzession durch terie dargestellt ist, aber natürlich auch von irgend- den elektrischen Feldgradienten hervorgerufen wereiner anderen Art, z. B. ein Gleichrichter, sein kann, den, werden die magnetischen Momente zur Kopplung ist an einer Seite mit der Spulenkombination 33/34 5° mit den zugeführten magnetischen HF-Signalfeldern verbunden. Die andere Seite der Stromquelle 35 ist und gegebenenfalls zur Induktion von Echoimpulsen, über einen Widerstand 36 mit einer geeigneten, durch wie später beschrieben, benutzt.

den Zeitschalter 28 gesteuerten Röhreneinheit verbun- Bei der anfänglichen Ausrichtung des spinenden den. Von dieser Einheit 37 führt über einen Schalter Kerns in dem elektrischen Feldgradienten q des spe-38 eine Rückleitung zur Spulenkombination 33 und 55 ziellen betrachteten Na Cl O₃-Kristalls kann unter der 34. Der Schalter 38 ist — wie dargestellt — vom Annahme, daß q axialsymmetrisch längs der Mole-Dreipoltyp und enthält auf der rechten Stellung die kularverbindung oder Z-Achse ist, entsprechend dem Möglichkeit, die Einheit 37 abzuschalten und die Spu- Boltzmann-Gesetz im Spinfall von / = 3/2 für Chlor len unmittelbar über den Widerstand 36 mit der gezeigt werden, daß q mit Q koppelt, um zwei gleiche Stromquelle 35 zu verbinden, sowie eine Mittelstel- ^6o und entgegengesetzte, makroskopische Momentveklung, um den Spulenkreis gewünschtenfalls ganz zu toren zu erzeugen, welche einander längs der öffnen. Z-Achse entgegenstehen. Das Symbol Q stellt den Bei der Anordnung nach Fig. 3 sind die Stellungen Durchschnittswert der Quadrate der Entfernungen und Verbindungen der Spulen 33 und 34 im wesent- von dem Mittelpunkt eines Kernes zu allen Punkten liehen wie die Fig. 2 vorgenommen, jedoch ist noch ⁵5 des Kernes dar, wobei jeder Punkt durch die Ladungsein zweites Paar kleiner Spulen 39 und 40 vorgesehen, dichte an diesem Punkt gewertet ist. Q umfaßt so ein um — wie später erläutert — einen inhomogenen Maß der effektiven Abweichung der Ladung A von Steuerungseinfluß auszuüben. Zu diesem Zweck kön- der Kugel. Der Grund für die gleiche und entgegennen die Spulen 39 und 40 neben oder in den Spulen gesetzte Ausrichtung der magnetischen Momentvek-33 und 34 angeordnet werden unter Neigung ihrer 70 toren, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, ist, daß für

die zigarrenförmigen Kernladungsverteilungen A und A₁ gleiche Wahrscheinlichkeit besteht, sich in jeder Richtung mit Rücksicht auf den elektrischen Kristall-Feldgradienten q auszurichten. Da ja jede Richtung gleichwahrscheinlich ist, werden die magnetischen Momente, welche zusammen mit den Kernen gedreht werden, ebenfalls ausgerichtet und ergeben ein überwiegend makroskopisches Moment + M₀ in der + Z-Richtung und ein überwiegendes Moment -M₀ in der —Z-Richtung. So bestehen im Zustand des thermischen Gleichgewichtes in dem internen elektrischen Feld des Kristalls zwei Sorten von entgegengesetzt spinenden Kernen, beide gleich »verwundbar« gegenüber dem Angriff eines Angabenimpulses im Gegensatz zu dem einzigen einseitig gerichteten Satz von »verwundbaren« Kernen, welche in dem starken polarisierenden Feld der früheren Technik bestehen. Die Wirkungen, welche in Spinechos ausmünden, mögen in ihrer Entwicklung mit Bezug auf Fig. 5 verfolgt werden, in welcher die Figuren B, C, D, E und F Ansichten von oben der X-F-Rotationsebene und B₁ und C₁ horizontale Ansichten entlang der Richtung der X-Achse im Zusammenhang mit den entsprechenden Figuren B und C darstellen.

Zunächst bezugnehmend auf die Figuren B und B₁, welche den Anfangs- oder Gleichgewichtszustand der Probe darstellen, sind die gleichen und entgegengesetzt gerichteten Momentvektoren + M₀ zu sehen, die, wie oben auseinandergesetzt, längs der Z-Achse ausgerichtet sind. Wie vorher bemerkt, ist festzustellen, daß diese Vektoren nicht einzelne Kernmomente darstellen, sondern die Resultierenden einer großen Anzahl solcher Momente. Zur Vereinfachung der Darstellung soll jedoch +M₀ als aus zwei Momenten zusammengesetzt gedacht werden, welche in der Z-Richtung in unterschiedlichen Werten des natürlichen Kristallfeldes ausgerichtet sind, das den elektrischen Feldgradienten q und lokale magnetische Dipolfelder enthalten möge, und das -M₀ in ähnlicher Weise Momente M_c und M_d enthalte. Da diese Momente alle als längs der Z-Achse (Fig. 5, B₁) ausgerichtet angenommen sind, haben sie anfangs keine Komponenten in der X-F-Ebene und erscheinen aus diesem Grund in Fig. 5, B, lediglich als ein zentraler Punkt.

Ein magnetisches HF-Signal P₁ (Fig. 6) wird durch die die Probe umgebende Spule 22 zugeführt. Diese Spule ist auf die Larmorfrequenz a> = oj₀' abgestimmt, wo ω₀' die durchschnittliche Winkellarmorfrequenz der Kernmomente der Probe ist. Der HF-Impuls wird t_m Sekunden lang zugeführt (Fig. 6), während welcher Zeit ω_ο'ί_ω Larmorschwingungen stattfinden. Dieses Signalfeld ist aus zwei entgegengesetzt rotierenden, zirkularpolarisierten Feldkomponenten H₁ zusammengesetzt, welche zusammen das Wechselfeld 2H₁ längs der Spulenachse, d. h. der X-Achse, ergeben. Eine dieser zirkularpolarisierten Feldkomponenten H₁ des zugeführten HF-Feldes H_x = IH₁ cos t koppelt mit dem Moment +M₀, während das zweite in ähnlicher Weise mit dem entgegengesetzt spinenden Moment -M₀ koppelt. Sie erzeugen hierdurch Drehmomente, welche sie um den Winkel 0 drehen, wobei in Fig. C₁ dieser Winkel zur Erläuterung als 90° angenommen ist und sich somit bis zur X-F-Ebene erstreckt. Da die Momente gleich und entgegengesetzt waren und die rotierenden HF-Feldkomponenten ebenfalls gleich und entgegengesetzt in der Drehung sind, reichen die Momente bis zur X-F-Ebene und werden darin in entgegengesetztem Drehsinn symmetrisch zur X-Achse, wie in Fig. 5, C, gezeigt, verschoben. Solange wie das HF-Feld besteht, werden die beiden zusammengesetzten Momente mit der Geschwindigkeit des Feldes herumgedreht, etwa in ähnlicher Weise wie zwei Rotoren, die sich in dem Feld eines Einphasen-Synchronmotors drehen, nachdem sie darin in entgegengesetzter Richtung angelaufen sind. Solange wie die Symmetrie in bezug auf die X-Achse gewahrt ist, ist es augenscheinlich, daß, wenn auch die beiden gegen rotierenden Arten von Momenten in der X-Richtung einander addierende Komponenten aufweisen, ihre Komponeno ten in der F-Richtung gleich und entgegengesetzt sind, sich somit aufheben.

Am Ende des Angabenimpulses P₁ sind die Momente M_a und M_b, welche das zusammengesetzte Moment Af₀ ergeben und mit derselben Geschwindigkeit des HF-Feldes gedreht worden sind, wie in Fig. 5, C, gezeigt, in Phasengleichheit miteinander verblieben. Derselbe Zustand der Phasengleichheit besteht auch zwischen M_c und M_d, welche das Moment — M₀ ergeben. Sobald aber der Angabenimpuls aufhört und das treibende Feld so entfernt wird, beginnt jedes der Momente mit der Präzession bei ihrer Larmorfrequenz in dem elektrischen Feldgradienten q. Im vorliegenden Fall, der Präzession in einem elektrischen Feld, ist die Lamorfrequenz gegeben durch

„ = -'.10,

2k

wo e die Ladung des Elektrons ist. Q ist bereits vorher definiert und k bedeutet die Planckkonstante (6,6 · 10-27) dividiert durch 2fl.

Da, wie oben festgestellt, M₁₁ und M_h verschiedenen Werten des Kristallfeldes ausgesetzt sind, ist es aus obiger Gleichung klar, daß diese beiden Glieder der + M„-Gruppe verschiedene Larmorpräzessionsfrequenzen annehmen, wobei sie zur Verdeutlichung als entsprechend größer und kleiner als die durchschnittliche Larmorfrequenz ω₀ der Gruppe angenommen werden. Infolgedessen veranlassen, während beide mit der Präzession in derselben Richtung fortfahren, ihre unterschiedlichen Frequenzen sie, aus der Winkelübereinstimmung herauszugehen, mit anderen Worten phasendivergent zu werden, wie in Fig. 5, D, dargestellt. Dieselbe Ursache erzeugt dieselbe Phasendivergenz zwischen den Momenten M_c und M_d.

Beim Beginn ihrer Phasendivergenz waren — wie bemerkt — die Momente M₁₁ und Mj, natürlich in Phase zusammen mit einer großen Anzahl anderer ähnlicher Glieder der -KV/₀-Gruppe, was wohlverstanden vorhanden, aber zum Zweck der Klarheit aus dem Diagramm fortgelassen ist. Infolgedessen waren die Momente in gegenseitig verstärkender Stellung. Zu derselben Zeit bestand dieselbe Bedingung in der — M „-Gruppe. So zusammenwirkend waren beide Gruppen in der Lage, ein Signal in der Spule 22 zu induzieren, welche — wie ebenfalls früher betont ist — axial in der Rotations-Symmetrieachse der beiden Gruppen, nämlich der X-Achse, ausgerichtet war. Das Ergebnis ist, daß das Ende des Angabenimpulses P_x durch ein Nachimpulssignal, wie bei 44 in Fig. 6 gekennzeichnet ist, welches zusammen durch die zusammengesetzten Momente +Ii₀ und -M₀ induziert wird und welches erlischt, wenn die Glieder von jeder Gruppe in der Phasenübereinstimmung auseinandergehen, wie in Fig. 5, D, gezeigt.

Wenn die Glieder +M₀ und — M₀ von Gruppenmomenten ihre Divergenz beibehalten, verteilen sie sich um ihre Z-Achse herum so, daß sie sich, soweit es eine induktive Wirkung auf die Spule 22 betrifft, einander aufheben; jedoch bewahren sie definierte Pha-

senbeziehungen zwischen sich so lange, als ihre relativen Larmorpräzessionsfrequenzen im wesentlichen ungestört bleiben, d. h. solange sie ihre »Phasenerinnerung« behalten. Berücksichtigt man im gegenwärtigen Erklärungsstadium, daß der Vorgang als innerhalb der Phasenerinnerung des Kernes liegend bemessen ist, so kann angenommen werden, daß am Ende der Zeit T die in Erscheinung tretenden Momente M₀ und M_b über einen Winkel φ hinweg zu den in Fig. 5, D, gezeigten Stellungen verschoben sind und daß die Momente M_c und M_d eine ähnliche Verschiebung angenommen haben. An diesem Punkt wird ein Erinnerungsimpuls (F₁. in Fig. 6) der Spule 22 zugeführt, welcher von genügender Stärke und Dauer ist, um alle Momente über einen hier als 180° angenommenen Winkel zu drehen. Die Wirkung ist ein Herumklappen der entsprechenden Rotationsebenen der + M₀- und — M₀-Momente um die X-Achse in die Fig. 5. E, gezeigte spiegelbildliche Lage, wobei sie immer noch den Trennungswinkel φ beibehalten. Da jedoch die verschiedenen Momente noch in ihren entsprechenden Anfangsrichtungen rotieren, ist es klar, daß in jeder Gruppe die Momente schnellerer Larmorpräzession, welche früher sich von den langsameren Momenten entfernen, nun hinter den letzteren in der allgemeinen Rotation liegen und demgemäß sie in demselben Maß einzuholen beginnen, wie sie früher auseinanderliefen. So ist die Wirkung des Erinnerungsimpulses, die Bedingung innerhalb jeder Gruppe von Momenten von Phasendivergenz in Phasenkonvergenz zu ändern.

Setzt man ein Noch-Anhalten der Larmorpräzessionsphasenerinnerung voraus, so ist es ersichtlich, daß am Ende einer zweiten Zeitperiode T nach Beendigung des Erinnerungsimpulses (Fig. 6) die Momente jeder Gruppe zu ihrer Anfangsübereinstimmung wie +M₀ und -M₀ (Fig. 5) übergegangen sein werden. Da jeder Satz von Momenten zu Phasenübereinstimmung gelangt, kommt es zu gegenseitig verstärkender Interferenz, und dank ihrer vorher beschriebenen symmetrischen Beziehung zur Achse X induzieren + M₀ und -M₀ zusammen in der Spule 22 ein Signal, welches ein »Echo« K des zuvor eingeführten Angabenimpulses F₁ ist (Fig. 6). Durch die vorher beschriebenen Mittel kann das Echo aufgenommen, verstärkt und zur Untersuchung auf einen Oszillographen gegeben oder in anderer gewünschter Weise verwendet werden.

Man sieht, daß die obige Erklärung das Verhalten der Spinvektoren in dem starken magnetischen Feld der früheren Technik näherbringt, mit Ausnahme des Verhaltens bei Fortfall des starken magnetischen Feldes und der Benutzung des inneren elektrischen Feldes zur Bewirkung der anfänglichen Ausrichtung und folgenden Präzession, wobei der Vorgang aus zwei gegeneinander rotierenden Sätzen von gyromagnetischen Resonatoren Nutzen zieht, anstatt von einem einzigen, von dem rein 'magnetischen Vorgang beeinflußten Satz. Die Beschreibung hat die Erzeugung eines Echos von einem einzigen Angabenimpuls behandelt. Da aber die Verwendung von Mehrangabenimpulsen zur Erzeugung mehrerer Echos ungefähr analog verläuft und die Erzeugung davon bei der magnetischen Methode in den früher erwähnten Veröffentlichungen auseinandergesetzt ist, würde eine weitere Beschreibung in dieser Hinsicht eine unnötige Wiederholung darstellen. Statt dessen ist es erforderlich, an dieser Stelle die Art und Weise zu erklären, in welcher gewisse in anderer Hinsicht nachteilige Eigenschaften der Kristalle bei der vorliegenden Erfindung überwunden werden, um zu besonders vorteilhaften Ergebnisse der letzteren zu gelangen.

Die Zeit, in welcher das Induktionssignal auf Grund eines klassischen Antriebs-M₀-VektoTS (oder eines zusammenwirkenden +M₀- und — M₀-Vektorpaares im vorliegenden Fall) bestehen kann, ist auch die Zeit, in welcher die zugrunde liegenden Kernspins in der Phase präzedieren, bevor dämpfende Wirkungen auf Grund der Gitterbildung und Kopplung mit

xo Nachbarspins bemerkbar werden. Diese Kohärenzeit ist durch T₂ gegeben, oft als »Transversal-Dämpfungszeit« bezeichnet. Eine andere Dämpfungszeit von Wichtigkeit, welche teilweise den Wert von T₂ bestimmt, ist die Longitudinal- oder thermische Dämp-

fungszeit T₁, die Zeit, in welcher ein präzedierender Spin in dem erregten Zustand unabhängig von seiner Phase bleibt, mit anderen Worten die für den spinenden Kern notwendige Zeit zur Erreichung der Ausrichtung nach einer aus ihr erfolgten Ablenkung. In Flüssigkeiten können beide Dämpfungszeiten von Bruchteilen von Millisekunden bis zu mehreren Sekunden schwanken. In festen Körpern kann T₁ ebenso lang sein, ist aber im allgemeinen kürzer. Jedoch ist 7*₂ kurzer und liegt im Gebiet von Mikrosekuuden bis zu Millisekunden. Da ja das Ausmaß von T₂ offensichtlich die Larmorpräzessicnsphasenerinnerung der Anordnung bestimmt, ist ersichtlich, daß die ungemein kurze, von Natur aus in Kristallen bestehende Zeit T₂ einer nutzbringenden Verwendung in der Spinechotechnik eine scharfe Grenze setzen würde. Bei der vorliegenden Erfindung ist diese Begrenzung im wesentlichen folgendermaßen überwunden worden.

Das normalerweise kurze T₂ in kristallinen Körpern beruht in der Hauptsache auf der Kopplung zwischen benachbarten Kernen, welche der individuellen Phasenprogression entgegenarbeitet und sie schnell zerstört. Diese Kopplung ist am größten zwischen Körpern, welche gegenseitige Spinresonanz haben, d. h., deren natürlich Spinfrequenzen genau oder sehr angenähert übereinstimmen. In Kristallen wie dem betrachteten Beispiel des Natriumchlorats besteht diese angenäherte Übereinstimmung der Kernspinfrequenzen in einem erheblichen Maß im λ'οτ-malzustand und führt, wie bemerkt, zu dem Ergebnis einer sehr kurzen erzielbaren Larmorpräzessionsphasenerinnerung. Zur Ausschaltung dieses Zustandes macht das vorliegende Verfahren von dem als ZeemanAufspaltung bekannten Phänomen Gebrauch, welches in der Spektroskopie zuerst als eine Teilung von

Spektrallinien in Gegenwart eines magnetischen Feldes beobachtet wurde, welche ohne diese ungeteilt erscheinen.

Kurz gesagt, besteht der Zeeman-Effekt darin, daß man jedem spinenden Kern eine Anzahl unterschiedlieber möglicher Frequenzen, bei denen er spinen kann, anstatt einer einzigen Frequenz gibt. Bei zwei derartigen benachbarten Kernen ist die Wahrscheinlichkeit, daß die beiden dieselbe Spinfrequenz aufweisen und daher miteinander koppeln, wesentlich herabgesetzt. Diese Verhältnisse mögen an Hand der Fig. 8 und 9 an einem analogen Beispiel einfach erläutert werden. Wenn, wie in Fig. 8, zwei Gegenstände 45 und 46 sich auf einem einzigen Weg oder so dicht beieinander liegenden Pfaden nähern, daß diese praktisch aufeinanderfallen, ist ein Zusammenstoß zwischen den beiden Gegenständen augenscheinlich unvermeidlich. Wenn jedoch, wie in Fig. 9, jedem Gegenstand eine ungeregelte Auswahl aus einer Anzahl getrennter Pfade 48, 49, 50 und 51 zur Verfügung steht, ist die Wahrscheinlichkeit, daß die beiden

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Gegenstände denselben Pfad wählen, ganz klein ge- von H₀ die im Innern des Kristalls schon bestehenden

macht und nimmt mit der Zahl der Pfade schnell ab. Felder, so daß das Spektrum der Larmorpräzessions-

Bei dem vorliegenden Verfahren kann unter Bezug frequenzen verbreitert wird. Die Verbreiterung des auf Fig. 2 die Zeeman-Aufspaltung in den spinenden verfügbaren Larmorfrequenzbandes gestattet einen Kernen der Probe dadurch erzielt werden, daß die 5 wirksameren Gebrauch schmaler und besonders meh-Probe einem kleinen, homogenen magnetischen FeIdZZ₀ rerer Angabenimpulse mit entsprechend verbesserter ausgesetzt wird, welches durch die Gleichstromspulen Auflösungstreue in den resultierenden Echosignalen. 33 und 34 erzeugt wird. Die Fig. 10 und 11 lassen Es ist aus dem Vorstehenden ersichtlich, daß durch die Wirkung des Steuerungs- oder Zeeman-Aufspal- die Anwendung homogener und inhomogener FeI-tungsfeldes erkennen. In Fig. 10, wo das Feld nicht io der H₀, entweder getrennt oder in Gestalt von kombiangewendet wird, ist der Verlust der Phasenerinne- nierten Impulsen, ein weites Gebiet von Operationsrung so schnell, daß nur Spuren von Echos K erzeugt l>edingungen für die vorteilhafte Anwendung des Verwerden. Bei Anwendung des Aufspaltungsfeldes H₀ fahrens verfügbar gemacht worden ist. Die Widerjedoch wird die Phasenerinnerung stark erweitert, so stände 36 und 41 in Fig. 3 enthalten von Hand bedaß ausgesprochene Echos K entsprechend den An- 15 diente Mittel zur Regelung der Feldstärke H₀, und gabenimpulsen P₁ erzeugt werden können. Auch der jede gewünschte Kombinationsimpulsgabe kann durch nutzbringende Zeitabschnitt des Zyklus ist infolge der den Teitschalter 28 verwirklicht werden. Als ein Beivergrößerten Phasenerinnerung erweitert. Auf diese spiel der kombinierten Anwendung von homogenen Weise kann durch die Zufügung des kleinen homo- und inhomogenen //„-Komponenten können beide genen Feldes H₀ in wachsender Stärke der Grad der 20 während der Angabenimpulse und während der Echo-Zeeman-Aufspaltung in den spinenden gyromagne- bildung verwendet werden; aber das inhomogene Feld tischen Resonatoren und damit die Phasenerinnerung kann während der Dauer des Erinnerungsimpulses P_r über einen nutzbaren Bereich hin geändert werden, ausgeschaltet werden. Diese Kombination sieht eine und umgekehrt kann die Phasenerinnerung jederzeit Zusammenziehung der Larmorbandbreite während des durch Unterbrechung des Aufspaltungsfeldes aus- 25 Erinnerungsimpulses vor, was verminderte Anfordegelöscht werden. rungen an die HF-Stromquelle bedingt. Andere Kom-

Eine zweite nützliche Wirkung kann durch das binationen, die alle die Einwirkung von schwachen,

kleine, homogene Feld H₀ erzeugt werden, nämlich nicht polarisierenden //,,-Feldern auf die in den natür-

die. daß es die Möglichkeit eröffnet, die Echosignale liehen Feldern in Kristallen erregte Larmorpräzession

nicht nur in der Spule 22, welche die Angaben- und 30 verkörpern, können bei der Erzeugung von Phäno-

Entnahmeimpulse liefert, sondern auch in einer ande- menen wie »angeregte Echos« verwendet werden, was

ren Spule zu induzieren. in dem früher erwähnten Aufsatz in der Physical

Die gegengerichtete Präzession der beiden Grup- Review ausführlich erklärt ist und daher nicht näher pen von Kernresonatoren ist, wie vorher auseinander- auseinandergesetzt zu werden braucht,
ges-etzt, auf die starken internen Felder des Kristalls 35 Die bisherige Beschreibung hat als Verfahren die selbst zurückzuführen. Während das magnetische Hervorrufung einer Anfangskernpolarisation und fol-FeId H₀ an sich zu schwach ist, eine allgemeine ein- gende Larmorpräzession mittels der internen elekseitig gerichtete Präzession wie bei dem starken ma- frischen Kernfelder angegeben. Gewisse andere gnetischen Feld des früheren Verfahrens zu bewirken, Kristalle können jedoch starke interne magnetische kann es jedoch zur Beeinflussung der bereits in Gang 40 Felder enthalten, welche eine Anfangsausrichtung und gesetzten Präzession benutzt werden. Mit anderen nachfolgende Präzession durch Kopplung mit den λΥοΓίεη, vergrößert oder beschleunigt das kleine, ein- magnetischen Momenten der gyromagnetisehen Resoseitig gerichtete Feld leicht die Präzession einer natoren hervorrufen, anstatt der im Fall der elek-Gruppe von spinenden Kernen, während es der Prä- irischen Felder benutzten Vierpolladungskopplung. Zession einer anderen Gruppe entgegenwirkt und sie 4-5 Die Praxis der Durchführung des Verfahrens und der verlangsamt. Die zusammengefaßte Wirkung ist eine Wirkungen sind im wesentlichen dieselben mit der verhältnismäßig langsame allgemeine Präzession des Ausnahme, daß im rein magnetischen Fall die die gesamten Systems von Momenten, welche die Sym- Echos hervorrufende Präzession einseitig gerichtet metrieachse A_s, entlang welcher die +M₀- und -M₀- ist, da die internen magnetischen Felder einseitig geMomente additive Komponenten aufweisen, aus der 50 richtet sind. Die Verwendung von kleinen nicht pola-Übereinstimmung mit Spule 22 herausschwenkt und risierenden Feldern zur Steuerung der Präzessionssie in der Z-F-Ebene, wie in Fig. 7 gezeigt, herum- phasenerinnerung durch Zeeman-Aufspaltung und zur dreht. Die Rotationsgeschwindigkeit ist ungefähr ge- Erweiterung des Larmorfrequenzbandes findet in gleigeben durch ω — vH₀ und hat die Größenordnung eher Weise statt, unabhängig davon, ob die zur Vervon Kilohertz. Durch geeignete Bemessung von H₀ 55 wendung gelangenden Kristalle ihre eigenen maist es daher möglich, die ^-Achse wahlweise in Über- gnetischen oder elektrischen, polarisierenden Felder einstimmung mit der Spule 22 oder mit der zweiten, zur Anwendung bringen.

senkrecht zur Spule 22, d. h. in der Y-Achse ange- In jedem der obigen Fälle werden die Angabenbrachten Spule 52 zu bringen. Man ist auf diese Weise und Entnahmeimpulse normalerweise durch die HF-in der Lage, die Kernsignale wahlweise durch jede 60 Magnetfeldkopplung mit den magnetischen Momenten Spule aufzunehmen. Die Vorteile hinsichtlich der er- der Resonatoren bewirkt, ganz gleich, ob die polarihöhten Anwendungsmöglichkeit sind auf der Hand sierende und Larmorpräzessionsursache elektrisch liegend. oder magnetisch ist. Mit Kristallen, welche elektrisch

Die vorangehende Erklärung handelte von den Wir- polarisierende Felder besitzen, kann jedoch anstatt

kungen des kleinen Feldes H₀, wenn dieses homogen 65 der magnetischen HP-Kopplung zur Wegorientierung

gestaltet wird. Ein weiteres brauchbares Ergebnis der Resonatoren von ihrer ausgerichteten Stellung

wird erzielt, wenn man H₀ periodisch so verteilt, daß hinweg das Drehen dadurch bewirkt werden, daß man

das letztere über die Probe hinweg inhomogen wird, mit den Vierpolmomenten einen Impuls von elektri-

z. B. durch die Verwendung der Spulen 39 und 40 in sehen Feldgradientschwingungen koppelt, welcher

Fig. 3. In diesem Fall vermehrt die Inhomogenität 7° durch Deformation der Kristallstruktur mittels von

außen zugeführter elektrischer Felder erzeugt wird. Das kann bewerkstelligt werden, indem man den Kristall zwischen die Platten eines Kondensators bringt, der zur Herstellung eines starken homogenen Feldes durch den Kristall geeignet ist, und indem man dem Feld eine geeignete HF-Schwingung gibt. Wenn man dieses Feld E mit einer Frequenz schwingen läßt, welche dieselbe oder das Zweifache der zugehörigen Larmorfrequenz der Kerne in der Probe sein kann, bringt eine periodische Deformation der Kristallionen eine periodische Veränderung der Z-F-Komponenten des elektrischen Feldgradienten q zustande, welche auf das Kernvierpolmoment A einwirkt, sich mit dem letzteren koppelt und es dreht. Es resultiert hieraus eine wirksame Präzession des Kernes um diesen rotierenden Feldgradienten herum, und es ergibt sich eine freie Präzession, welche einer Abschaltung des äußeren elektrischen HF-Feldes in derselben Weise folgt, wie bei der früher beschriebenen Zuführung eines magnetischen Feldes. Bei einer anderen Abänderung kann der Kristall mechanisch mit der geeigneten HF in Schwingungen versetzt werden.

Als eine weitere Abänderung des Verfahrens kann die zugeführte HF-Beeinflussung anstatt durch amplitudenmäßige Impulsgabe mit konstanter Amplitude und frequenzmäßiger Impulsgabe erfolgen, so daß sie während eines Impulses in Resonanz und zu anderen Zeiten außer Resonanz mit der Probe ist. Diese Arbeitsweise macht von der Tatsache Gebrauch, daß ein HF-Feld, das nicht in Resonanz mit gyromagnetisehen Körpern ist, einen sehr geringen Einfluß auf die Bewegung solcher Körper in ihrem polarisierenden Feld hat, und kann zur Erringung eines großen Vorteiles der vorliegenden Erfindung bei der Anwendung auf Rechenmaschinen in der folgenden Weise benutzt werden.

Verschiedene Arten von Kristallen haben verschiedene Resonanzfrequenzen, die zwar zwischen den einzelnen Arten sehr unterschiedlich, aber für jede einzelne Art konstant sind. Wenn daher eine Anzahl von Kristallen unterschiedlicher S atz-Resonanzfrequenzen als Speicher benutzt wird, können die Eingänge zu oder von solchen Kristallen selektiv in jeder gewünschten Kombination gemacht werden durch selektive Zuführung von Impulsen geeigneter HF, welche *5 die in Resonanz befindlichen Speicheranordnungen in Tätigkeit setzen und die anderen unbeeinflußt lassen werden. Wie festgestellt, werden die Vorteile der vorliegenden Erfindung sowohl in dieser Hinsicht als auch in der Ausschaltung schwerer äußerer magnetischer Felder besonders offensichtlich bei der Anwendung auf Rechenmaschinen, die eine große Anzahl von Speichereinheiten benötigen.

Die vorstehende Beschreibung enthält eine spezifische Erläuterung von Vorrichtungen und Verfahren, um die Natur und Vorteile der verbesserten Spinechotechnik klarzumachen; es ist aber festzustellen, daß diese Beispiele keine Beschränkung darstellen. Zum Beispiel kann die Richtung der i7₀-Steuerfeldmagnete 33 und 34 in bezug auf die Probe 32, wie in Fig. 2 in strichpunktierten Linien angedeutet, geändert werden, und die Probe kann gedreht werden, um ihre Kristallachse so auszurichten, daß vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden. Die Richtung und Anordnung der »dehomogenisierenden« Spulen 39 und 40 kann so getroffen werden, daß veränderbare Richtungen und Verteilungen von if₀-Inhomogenität in der Probe erzielt werden. In ähnlicher Weise kann der Oszillograph 29 mit einer geeigneten Anordnung versehen oder durch eine solche ersetzt werden, die die Echoimpulse für andere Zwecke je nach dem gewünschten Zweck erneuert. Mit anderen Worten ist die Erfindung nicht auf dargestellte Formen und Verfahren beschränkt, da verschiedene Abänderungen gemacht werden können, ohne von dem Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Speicherung und Entnahme von elektrischen Impulsen, insbesondere für Rechenmaschinen, mit Hilfe von in einem ausrichtenden Feld mit verschiedenen Larmorfrequenzen präzedierenden Atomkernen nach dem Spinechoverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung der auch elektrisch polarisierten Kerne durch die natürlichen inneren elektrischen und magnetischen Felder von Kristallen erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Echofähigkeit der eingegebenen Impulse durch einen die Präzessionsebene drehenden Erinnerungsimpuls bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein steuerbares, schwaches (1 bis 20 Gauß), für die Ausrichtung nicht ausreichendes, homogenes Magnetfeld (durch Spulen 33 und 34) eine Zeeman-Aufspaltung der Larmorfrequenzen zur Entkopplung von Kernen mit Spinresonanz erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein steuerbares schwaches (1 bis 20 Gauß) Magnetfeld die Symmetrieachse (A_s) der Vektoren der Larmorfrequenzen gedreht wird, wodurch die Echoimpulse durch eine von der Spule für den Eingangsimpuls (20) getrennte Spule (52) empfangen werden kann.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das schwache homogene Magnetfeld steuerbar inhomogen gemacht wird (durch Spulen 39 und 40) um die Larmorfrequenzbandbreite während des Eingangs- und des Echoimpulses groß, während des Erinnerungsimpulses aber klein zu machen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Kristall be stehende Speichersubstanz zwischen den Platten eines Kondensators, der mit einer der Larmorfrequenz entsprechenden Hochfrequenz gespeist werden kann, angeordnet ist, um die Kerne während des Eingangs- und des Erinnerungsimpulses aus ihrer ausgerichteten Lage zu drehen.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Kerne aus ihrer ausgerichteten Lage während des Eingangs- und des Erinnerungsimpulses dadurch erfolgt, daß der Kristall in mechanische Schwingungen mit der Larmorfrequenz versetzt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse durch Änderung der Frequenz derart gegeben werden, daß die Frequenz während des Impulses in Resonanz und außerhalb des Impulses außer Resonanz mit den gyromagnetischen Kernen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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