magneettikenttägradientteja

Magneettikenttägradientti kuvaa, kuinka magneettikentän voimakkuus muuttuu avaruudessa. Se on vektori, joka osoittaa siihen suuntaan, johon magneettikenttä kasvaa nopeimmin, ja sen suuruus kertoo tästä kasvunopeudesta. Toisin sanoen, se kuvaa magneettikentän "jyrkkyyttä".

Magneettikenttägradientti on tärkeä käsite monilla fysiikan ja tekniikan aloilla. Esimerkiksi magneettiresonanssikuvauksessa (MRI) gradienttikenttiä käytetään paikantamaan signaaleja kehon sisällä. Kun gradienttikenttää kytketään päälle ja pois päältä nopeasti, magneettikentän voimakkuus muuttuu lineaarisesti tiettyyn suuntaan. Tämä aiheuttaa sen, että eri paikoissa olevat ytimet resonoivat eri taajuuksilla, mikä mahdollistaa kuvan muodostamisen.

Myös hiukkaskiihdyttimissä ja magneettisissa hiukkasloukuissa magneettikenttägradientteja hyödynnetään hiukkasten ohjaamisessa ja sieppaamisessa. Metallien havaitsemisessa ja etsinnässä gradienttimittauksia voidaan käyttää paikantamaan maan alla olevia metalliesineitä, sillä metallit vaikuttavat ympäröivään magneettikenttään.

Matemaattisesti magneettikenttägradientti, $\mathbf{B}(\mathbf{r})$, on sen magneettikenttävektorin $\mathbf{B}$ divergenssin ja roottorin gradientti. Yksinkertaisimmillaan, jos tarkastellaan vain yhden komponentin muutosnopeutta yhdessä suunnassa, gradientti voi olla skalaari. Kuitenkin yleensä se on tensori, joka kuvaa kentän muutosta kaikissa kolmessa ulottuvuudessa.