Znajdź zawartość

Badania amerykańskich naukowców z Lawrence Berkeley National Laboratory oraz University of California dają nadzieję na zbudowanie niewielkiego, taniego urządzenia do przeprowadzania rezonansu magnetycznego. Uczeni stworzyli bardzo czuły laserowy wykrywacz, który jest w stanie pracować w temperaturze pokojowej. Obecnie wykorzystywany rezonans magnetyczny (MRI) działa dzięki pomiarom sygnałów z jąder atomowych, których spiny zostały odwrócone za pomocą silnego pola magnetycznego. Jako że różne atomy wysyłają różne sygnały otrzymujemy wyraźne obrazy materiałów poddanych skanowaniu. Odbiór sygnałów wymaga stosowania olbrzymich magnesów, które muszą być schłodzone do bardzo niskich temperatur by wykazywać właściwości nadprzewodzące. Z tego też względu urządzenia do MRI są bardzo duże i niezwykle drogie. Amerykanie postanowili opracować nowy, czuły wykrywacz i wykorzystali do tego celu laser. Za pomocą jego spolaryzowanego światła ustawili w szeregu atomy rubidu znajdujące się w gazowym stanie skupienia. Atomy, poddane działaniu pola magnetycznego zmieniały swoje ustawienie, a laser mierzył zachodzące w nich zmiany. Dzięki temu można było zrezygnować z potężnych, mocno schłodzonych magnesów odbierających sygnały. Amerykanie nazwali swoje urządzenie "wykrywaczem magnetooptycznym". Jest on niemal tak czuły jak nadprzewodzące urządzenie do interferencji kwantowej (SQUID). Jednak zarówno SQUID jak i skanery MRI wymagają niezwykle niskich temperatur. "Nasz wykrywacz jest prosty w budowie i pracuje w temperaturze pokojowej" - mówi Dmitri Budker, jeden z naukowców z University of California. Drugie z ważnych urządzeń, które pozwoliły na zbudowanie niedużego skanera MRI, powstało dzięki zespołowi chemika Alexandra Pinesa. Uczeni wykorzystali wodę przepływającą przez tubę, do swoistego przenoszenia danych magnetycznych. Woda została w jednym końcu tuby poddana działaniu pola magnetycznego, a w sekundę później, gdy przepłynęła na drugi koniec, użyto laserowego wykrywacza do odczytu odpowiedzi z jąder atomowych wody. Co więcej, dzięki takiej technice sygnały mogą zostać wzmocnione, co poprawia dokładność odczytu. Naukowcy połączyli następnie obie techniki i konstruowali niewielkie urządzenie (na tyle nieduże, że można je postawić na stole), które działa jak skaner MRI. Uczeni twierdzą, że w niedalekiej przyszłości urządzenie uda się zmniejszyć do rozmiarów kieszonowych. Potencjalne zastosowania takiego urządzenia są bardzo szerokie: od skanowania minerałów i płynów, po analizy biochemiczne i obrazowanie medyczne.