Imagerie par résonance magnétique
La résonance magnétique nucléaire exploite le fait que les noyaux de certains atomes (ou plutôt isotopes atomiques) possèdent un moment magnétique de spin. C'est en particulier le cas de l'atome d'hydrogène 1 que l'on retrouve en grande quantité dans les molécules qui composent les tissus biologiques comme l'eau (HO) et les molécules organiques. En RMN (tout comme en IRM), on place les atomes que l'on veut étudier dans un champ magnétique constant. On peut alors imaginer les spins des noyaux atomiques comme des toupies tournant sur elles-mêmes autour de leur axe et effectuant un mouvement rapide de précession autour de l’axe du champ magnétique (mouvement appelé précession de Larmor). Cette fréquence de précession est exactement proportionnelle à l’intensité du champ magnétique (qui est de quelques teslas pour les appareils d'IRM actuels). On applique alors à ces atomes une onde électromagnétique à une fréquence bien particulière dite fréquence de résonance ou fréquence de Larmor. En effet, pour que le champ oscillant de l’onde électromagnétique puisse avoir un effet notable sur les spins, il faut que sa fréquence soit ajustée au mouvement de précession de ces spins (phénomène de résonance). La fréquence de Larmor étant différente pour des isotopes atomiques différents (à cause d’un rapport gyromagnétique différent), un choix judicieux de cette fréquence permet de cibler quels atomes on va détecter. En IRM, on utilise principalement les atomes d'hydrogène dont la fréquence de résonance est autour de , ce qui correspond à la gamme des ondes radio. En effet, l'atome d'hydrogène qui est constitué d'un seul proton, est très abondant dans les tissus biologiques et en outre, son moment magnétique nucléaire est relativement fort, ce qui fait que la résonance magnétique de l'hydrogène donne lieu à un phénomène de résonance très net et facile à détecter.
Résonance ferromagnétique
La résonance ferromagnétique, ou RFM (en anglais FMR), est une technique de spectroscopie permettant d'étudier l'aimantation de matériaux ferromagnétiques. C'est un outil standard pour sonder les ondes de spin et la dynamique de spin. Le phénomène de FMR a été découvert par V. K. Arkad'yev lorsqu'il a observé l'absorption de radiation UHF (ultra hautes fréquences) par des matériaux ferromagnétiques en 1911. Une explication qualitative du phénomène de RFM, accompagnée d'une explication des résultats de Arkad'yev a été donnée par Ya. G. Dorfman en 1923 lorsqu'il suggéra que des transitions optiques dues à l'éclatement Zeeman pouvaient fournir une voie d'étude à la structure ferromagnétique. La RFM est très similaire à la résonance magnétique nucléaire (RMN), excepté le fait que la RFM sonde les moments magnétiques des électrons alors que la RMN sonde les moments magnétiques des protons.