Vědci vytvořili pomocí miniaturního zařízení pro magnetickou rezonanci sken jednoho atomu

Magnetické pole ruší při zkoumání rotaci protonů uvnitř jádra atomů / Pixabay
Pomocí nové techniky magnetické rezonance dokázali vědci zobrazit jeden atom. Malý mikroskop s jehlou širokou jenom několik atomů napodobuje MRI stroj. Výsledky poskytují nový pohled na svět atomů.

Při demonstraci použili vědci z USA a Jižní Koreje technologii, která je téměř totožná s dnešními stroji pro magnetickou rezonanci (MRI). Pořídili miniaturní snímek života uvnitř atomu.

Metoda zahrnuje použití vysoce specializovaného zařízení nazývaného skenovací a tunelovací mikroskop, který umí pořizovat snímky atomových struktur skenováním s využitím ostrého kovového hrotu.

Připojením zmagnetizovaných atomů železa ke špičce tunelového mikroskopu TMR, který je široký jenom několik atomů, dokázali vědci reprodukovat proces, který se odehrává na stroji MRI u mnohem větších předmětů.

V tomto případě ale vše probíhá na úrovni atomu. MRI stroje mohou být použity ke zobrazení svalů člověka, ke skenování nádorů, diagnostikování demence, rozpoznání mrtvice a dalších stavů. 

Na objekt zkoumání je použito magnetické pole, které ruší rotaci protonů uvnitř jádra atomů, tedy naruší spin protonů. Vydávaná radiová frekvence způsobí, že se protony točí kolmo k magnetickému pulsu. Když se tento proces zastaví, protony se vrátí do normálu a uvolní energii, která je pak zachycena senzory a z ní je vyroben obraz.

Podobně jako v plné velikosti u velkých předmětů i u mikroskopické verze jsou vědci schopni aplikovat magnetické pole na určitý subjekt. V tomto případě jde o pásek železa a titanu ležící na povrchu z oxidu hořečnatého. Atomy byly vystaveny magnetickému poli, které narušilo chování elektronů. 

Potom vědci použili malý hrot snímacího a tunelovacího mikroskopu k tomu, aby se otočením zapnul a vypnul rádiový signál. Tento proces umožňuje zobrazovat elektrony, respektive energii, kterou vyšlou. Přesný popis pokusu se nachází v nedávném dokumentu publikovaném v Nature Physics. Postup bude možné využít pro konstrukci kvantových počítačů, ale třeba i k vývoji nových materiálů.

 
Buďte první

Mohlo by vás zajímat

Reklama