接触超微細相互作用？

質問

「contact hyperfine interaction」という言葉の日本語と意味を教えて頂きたいです。
Kaneの量子コンピュータに関する論文の中に出てきましたが、意味がわからず、その段落で言っていることがわかりません。
私の専門は、一応半導体ナノテクノロジーですが、不勉強なので素人にもわかるように教えていただけるとうれしいです。

回答No.1

spinflip · ベストアンサー

hyperfineというのは一般に、電子と原子核の相互作用を指しており、
1)双極子双極子相互作用(古典的な電磁気の式)
2)電子の軌道運動(円運動)が作る磁場
そして、もう一つが、タイトルの
3)接触超微細相互作用
です。これは、「フェルミ接触相互作用」とも呼ばれ、要するに、
原子核と電子スピンが直接、衝突することで発生するもので、
～δ(x)|φ(0)|^2に比例しています(原点に有限な振幅の波動関数
が無ければ衝突しようが無い)。
この項は、その大きさが、他の相互作用1),2)に比べて一般に大きい
(何しろ、衝突することによるスピン反転ですから)のですが、
φ(0)に比例することからS電子のみについて現れるとされています。

導出は、相対論的なディラック方程式からも出ますが、
双極子双極子相互作用(∝1/r^3)の原点における特異点として
捉えるのがよいかと思います。

P.S.荒っぽく言えば、
∫dx/x ～ δ(x)+P∫dx/x と似たようなものだ、と私は理解して
しまっています。

P.P.S.　ついでに、、
次のシュタルクシフトがわかりませんねえ。原子核は、現代物理学では
電気双極子は持たないとされていますので、直接は、電場と相互作用
しません。よって、
1)電気四重極子と電場勾配との相互作用
　(ただこれは、シュタルク云々とは言わないですね)
2)周りの電子がシュタルクシフトで、状態が変わったことによる、
ケミカルシフトの変化

のいずれかだと思うのですが、これについては自信はありません。

お礼

ありがとうございます。
電子が核の位置にきたときの相互作用だから、原点での存在確率に比例するのですね。
わかりました。

それからシュタルクシフトは、２）が関係ありそうですね。
参考になりました。
ありがとうございました。