Nuclear Magnetic Resonance in pulsed high magnetic fields

Höchste Magnetfelder haben sich zu einem unverzichtbaren Werkzeug der Festkörperphysik entwickelt. Sie werden insbesondere verwendet, um die elektronischen Eigenschaften von modernen Materialien zu erforschen. Da Magnetfelder oberhalb von 45 Tesla nicht mehr mit statischen (z.B. supraleitenden) Feldern zu erreichen sind, haben sich weltweit verschiedene Labore auf die Erzeugung gepulster Magnetfelder mit angestrebten Maximalwerten von 100 Tesla spezialisiert. In der vorliegenden Arbeit werden Anwendungsmöglichkeiten der kernmagnetischen Resonanz (NMR) in gepulsten Magnetfeldern aufgezeigt. Es ist gelungen, die starke Zeitabhängigkeit der gepulsten Magnetfelder mittels NMR präzise zu vermessen. Die genaue Kenntnis des Magnetfelds nach dem Puls ermöglicht, die Zeitabhängigkeit aus den Daten zu entfernen, sodass auch eine kohärente Signal-Mittelung möglich ist. Davon ausgehend werden erstmalig Messungen der chemischen Verschiebung, der Knight Shift, der Spin-Gitter-Relaxationsrate 1/T1 und der Spin-Spin-Relaxationsrate 1/T2 diskutiert. Schließlich werden die im Zusammenhang mit gepulsten Magnetfeldern erarbeiteten Gleichungen in vereinfachter Form zur genauen Messung und Analyse des freien Induktions-Zerfalls von 19F Kernspins in Calciumfluorid verwendet. Durch Messung des Zerfalls über sechs Größenordnungen wird eine genaue Analyse bezüglich einer neuartigen Theorie ermöglicht, welche den Zerfall basierend auf der Annahme mikroskopischen Chaos\'' erklärt. Diese Theorie hat das Potenzial, zu einem tieferen Verständnis von Quantenchaos in makroskopischen Vielteilchensystemen zu führen