متنوع

أصغر آلة تصوير بالرنين المغناطيسي في العالم تلتقط صورة للمجال المغناطيسي لذرة واحدة

أصغر آلة تصوير بالرنين المغناطيسي في العالم تلتقط صورة للمجال المغناطيسي لذرة واحدة


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في العالم الأول ، التقط العلماء صورة للحقل المغناطيسي للذرة ، وفتحوا الباب أمام طرق جديدة للتفاعل مع المادة على مستوى الكم للباحثين والتطبيقات التجارية لظاهرة الكم ، مثل الحوسبة الكمومية.

أصغر آلة تصوير بالرنين المغناطيسي في العالم تصور المجال المغناطيسي للذرة لأول مرة

استخدم الباحثون في مركز علوم النانو الكمومية (QNS) في معهد العلوم الأساسية ، وهو جزء من جامعة Ewha Womans في سيول ، كوريا الجنوبية ، أصغر آلة للتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) في العالم لالتقاط الحقول المغناطيسية للذرات الفردية لأول مرة.

ذات صلة:ما مدى خطورة جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي؟

نشرت هذا الشهر في المجلة فيزياء الطبيعة، يفتح عمل فريق QNS الباب أمام طريقة جديدة تمامًا للتفاعل مع المادة على المستوى الكمي ، مما يشير إلى كل شيء من البحث الأساسي إلى التطبيقات التجارية والصناعية لظاهرة الكم ، مثل الليزر والحوسبة الكمومية والتشخيص الطبي. قال البروفيسور أندرياس هاينريش ، مدير QNS: "أنا متحمس جدًا لهذه النتائج. إنها بالتأكيد علامة فارقة في مجالنا ولها آثار واعدة جدًا على الأبحاث المستقبلية".

تعمل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي عن طريق قياس الكثافة النسبية لـ "السبينات" ، مصدر القوة المغناطيسية بين الإلكترونات والبروتونات. عادة ، تحتاج آلات التصوير بالرنين المغناطيسي إلى عدة بلايين من هذه السبينات لعمل صورة ، ولكن العملية على المستوى الكلي هي نفسها بالنسبة لذرة واحدة ، لذا فإن تسجيل المجال المغناطيسي لذرة واحدة يتطلب إنشاء طريقة للكشف عن مجال مغناطيسي واحد من بين بلايين الآخرين.

للقيام بذلك ، استخدم علماء QNS مجهر مسح نفقي (STM) ، يكون طرفه حادًا مثل ذرة واحدة ويسمح للعلماء بالتفاعل مع الذرات الفردية أثناء مسحهم على طول السطح. اختار الباحثون التركيز على ذرتين على وجه الخصوص ، الحديد والتيتانيوم ، وكلاهما نشط مغناطيسيًا وبفضل وضعهما الدقيق على سطح أكسيد المغنيسيوم ، كانت الذرات نفسها مرئية بالفعل للباحثين الذين يستخدمون STM كالمعتاد.

لاكتشاف الحقول المغناطيسية للذرات ، قام العلماء بربط "مجموعة دوران" أخرى نشطة مغناطيسيًا بالطرف المعدني لـ STM ، ثم قاموا بتمريرها فوق الذرات كما كان من قبل. الآن ، ومع ذلك ، يمكن للباحثين تسجيل سحب أو تنافر المجال المغناطيسي للذرة ، وهو بالضبط الطريقة التي يتصرف بها المغناطيس الشائع الاستخدام لشحنة معاكسة أو مماثلة ، كما تم الكشف عنها بواسطة مجموعة الدوران على طرف STM.

أعطى القيام بذلك للباحثين عرضًا ثلاثي الأبعاد تفصيليًا بشكل لا يصدق للمجال المغناطيسي الناتج عن الذرة المفردة التي يمرون فوقها. علاوة على ذلك ، تفاعلت ذرات الحديد وذرات التيتانيوم مع الكتلة المغزلية الموجودة على الطرف بطرق مختلفة ودرجات مختلفة ، مما يجعل من الممكن تحديد نوع الذرة التي يتم تمريرها من تفاعلها مع الكتلة المغزلية على طرف في STM.

قال المؤلف الرئيسي الدكتور فيليب ويلك: "اتضح أن التفاعل المغناطيسي الذي قمنا بقياسه يعتمد على خصائص كل من الدوران ، الذي على الطرف والآخر في العينة". "على سبيل المثال ، الإشارة التي نراها لذرات الحديد تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك الموجودة في ذرات التيتانيوم. وهذا يسمح لنا بتمييز أنواع مختلفة من الذرات من خلال توقيع المجال المغناطيسي الخاص بها ويجعل أسلوبنا قويًا للغاية."

يأمل الباحثون أن تجعل تقنيتهم ​​من الممكن استكشاف هياكل أكثر تعقيدًا على المقياس النانوي ، مثل توزيعات الدوران للذرات داخل المركبات الكيميائية أو تسمح بالتحكم الدقيق في المواد المغناطيسية مثل تلك المستخدمة بواسطة أجهزة التخزين المغناطيسية الحديثة. قال الدكتور يوجيونج باي ، مؤلف مشارك في الدراسة: "تحدث العديد من الظواهر المغناطيسية على المقياس النانوي ، بما في ذلك الجيل الأخير من أجهزة التخزين المغناطيسية. نخطط الآن لدراسة مجموعة متنوعة من الأنظمة باستخدام التصوير بالرنين المغناطيسي المجهري لدينا."

يأمل الباحثون أن تساعد تقنيتهم ​​في التحكم في أنظمة الكم للاتصالات أو الحوسبة وتطويرها ، وهو الأمر الذي كان يمثل مشكلة كبيرة لأنظمة الحوسبة الكمومية التي لا تزال تفتقر إلى حل حقيقي ومرض.

يبقى أن نرى ما إذا كان هذا الحل يكمن في تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي الجديدة لفريق QNS ، لكنه بالتأكيد يفتح طريقًا جديدًا للبحث يستحق الاستكشاف. قال هاينريش: "تتيح لنا القدرة على رسم خريطة السبينات ومجالها المغناطيسي بدقة لا يمكن تصورها سابقًا اكتساب معرفة أعمق حول بنية المادة وتفتح مجالات جديدة للبحث الأساسي".


شاهد الفيديو: MRI Basics 1 شرح الرنين المغناطيسي (قد 2022).


تعليقات:

  1. Mogar

    بعض العبث

  2. Rikkard

    أهنئ ، رأيك مفيد

  3. Randell

    من فضلك ، اشرح المزيد بالتفصيل

  4. Taji

    إنها توافق ، هذه الرسالة الرائعة



اكتب رسالة