7.1.3. Сверхтонкая структура
Вектор спина ядра 1 может быть связан электрическими или магнитными силами с молекулярным моментом 
Это взаимодействие снимает вырождение, равное 
и происходит сверхтонкое расщепление вращательных уровней. Атомные ядра, величина спина которых превышает 1/2, обычно имеют электрический квадрупольный момент, взаимодействующий с градиентом молекулярного электрического поля в месте расположения ядра. При вращении оси молекулы происходят изменения энергии взаимодействия. Это и есть как раз та энергия, которая должна быть сообщена полем излучения. Можно считать, что 
образуют равнодействующую 
неподвижную в пространстве, вокруг которой они и прецессируют. Энергия взаимодействия 
а значит, и скорость прецессии, зависят как от углов, так и от постоянных связи.
Фундаментальная теория [100] ядерного квадрупольного взаимодействия применялась как к линейным молекулам [174], так и к молекулам типа симметричных [113] и асимметричных [84, 85, 119, 298] волчков. Наличие эффектов ядерного квадрупольного взаимодействия на частотах сантиметрового диапазона впервые было обнаружено Гудом [202] в инверсных спектрах аммиака и впоследствии было подтверждено другими авторами [122]. С тех пор было изучено большое количество молекул, в том числе линейная молекула 
в которой наблюдался переход 
[415], молекула хлорвинила типа асимметричного волчка 
и частично дейтеризованные молекулы арсина и стибина [326].
Отклонения от основной теории, замеченные, например, в сверхтонкой структуре 
и 
для изотопа 
[196, 219, 454], были рассчитаны с помощью теории второго порядка [84]. При наличии
более одного связанного ядра квадрупольная сверхтонкая структура усложняется. Теория была обобщена 126] на случай линейной молекулы с двумя такими ядрами и подтверждена, например, исследованием перехода 
в молекуле 
Теория [41, 351] для трех симметрично расположенных и одинаковым образом взаимодействующих ядер применима к таким молекулам, как хлороформ.
Все молекулы имеют небольшой магнитный момент порядка одного ядерного магнетона, который возникает из-за вращения молекулы. Кроме того, небольшое число молекул имеет гораздо больший магнитный момент, связанный с вращением электронов. Эти магнитные моменты взаимодействуют с ядерными дипольными магнитными моментами, что приводит к образованию сверхтонкой структуры. Впервые эффект вращения молекулы наблюдался в аммиаке [414]. Он был объяснен теоретически [228] как дополнительное смещение квадрупольных компонентов 
сверхтонкой структуры. Аналогичное, но более сильное взаимодействие, обнаруженное в линейной молекуле 
[195], может быть объяснено молекулярным магнитным моментом, пропорциональным 
Расщепление уровней для молекул типа симметричного и асимметричного волчков было исследовано теоретически [229, 280], хотя спин — спин взаимодействие ядерных моментов чрезвычайно мало [220].
Сверхтонкая структура была обнаружена и объяснена в таких парамагнитных газах, как окись азота [335] и изотопы кислорода [193, 349]. Относительная интенсивность линий сверхтонкой структуры получена методами квантовой механики [235].
