Vědci vytvořili pomocí miniaturního zařízení pro magnetickou rezonanci sken jednoho atomu

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. 

Související

Martin Pokorný

Poškozený protein: Vědci zpřesnili vyhodnocení…

Petr Sýkora

Záhadný radiový signál podle vědců pochází…

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.