Kvadrupolaarinen

Kvadrupolaarinen (kvadrupolaarinen momentti) on adjektiivi, jota käytetään kuvaamaan järjestelmiä, joiden sähköinen tai massallinen jakauma ei ole spherisesti symmetrinen. Monopolin ja dipolin momentit voivat olla nollia, mutta kvadrupolaarinen momentti ei välttämättä ole. Kvadrupolaarinen momentti on toinen- tai korkeampi kertaluvun monipolimomentti ja se kuvaa järjestelmän epämuotoisuutta. Käytännön ilmiöissä kvadrupolaarinen vuorovaikutus liittyy usein sähköisen kenttägradientin vaikutukseen ja se voidaan esittää rank-2 tilastollisena tensorina.

Kvadrupolaarinen vuorovaikutus on keskeinen ydinfysiikassa ja kemiallisessa spektraatiossa. Ytimen, jonka spin I on suurempi kuin 1/2, omaa sähköisen kvadrupolaarisen momentin, joka vuorovaikuttaa ydinn ympärillä olevan sähköisen kenttägradientin (EFG) kanssa. Tämä vuorovaikutus aiheuttaa spektrin jakautumista tai laajentumista NMR- ja NQR- kokeissa ja tarjoaa tietoa molekyylien ympäristöstä ja rakenteesta. Esimerkkejä kvadrupolaarisista ytimistä ovat 14N, 27Al ja 17O.

Kvadrupolaariset siirtymät liittyvät myös korkeampien-ord- tason sähkömagneettisiin siirtymiin, kuten E2-siirtymiin, joita esiintyy vähäisemmin kuin tavalliset dipolis- (E1) siirtymät. Kvadrupolaarinen vuorovaikutus on siten tärkeä sekä kemiallisessa analyysissä että atomifysiikassa, kun tutkitaan epämuotoisia jakaumia ja ympäristön vaikutuksia.

Gravitaatioteoriassa kvadrupolaarinen säteily on yleinen radiomenetelmä: ajan myötä muuttuva massakeskuksen kvadrupolaarinen momentti tuottaa gravitaatioaaltoa. Tämä on olennaista tutkimuksissa, kuten LIGO- ja Virgo-detektioissa, joissa suuret, epämuotoiset liikuttavat massakeskuksia tuottavat säteilyä.