Znajdź zawartość

Aparatura medyczna, wykorzystująca zjawisko rezonansu magnetycznego, jest dla lekarza bezcenną pomocą diagnostyczną. Sprzęt MRI znany jest również z potężnych rozmiarów i bardzo wysokich cen. Jednak dzięki Johnowi Kitchingowi – fizykowi z National Institute of Standards and Technology w Boulder, stan Kolorado – skanery tego typu mogą stać się sprzętem powszechnego użytku. Amerykanin wraz z pięcioma współpracownikami buduje czujniki pola magnetycznego (tzw. magnetometry atomowe), które niemal dorównują czułością swym dużym krewniakom, ale mają rozmiary ziarenka ryżu. Miniaturowy magnetometr składa się z trzech podzespołów: standardowego lasera pracującego w podczerwieni, również typowego detektora promieniowania podczerwonego oraz umieszczonego między nimi sześcianu wykonanego z krzemu i szkła, wewnątrz którego znajdują się opary cezu. Opisywana "kanapka" jest zamocowana na krzemowym podłożu. Jeśli urządzenie znajduje się w miejscu pozbawionym pola magnetycznego, światło bez przeszkód mija atomy cezu. Z kolei w obecności nawet najsłabszych pól zmienia się ułożenie wspomnianych atomów, co powoduje, że kostka staje się dla podczerwieni mniej przezroczysta. Zmiana ta jest proporcjonalna to natężenia pola. Największym osiągnięciem naukowców jest zbudowanie komory magnetometru o przekątnej trzech milimetrów. Udało im się to przez wykonanie bocznych ścian "kostki" z krzemu za pomocą fotolitografii. Następnie zamknęli oni komorę ściankami ze szkła, przedtem wypełniając ją parami cezu. Aby utrzymać ten pierwiastek w stanie gazowym, podczas pracy czujnik jest podgrzewany. Obecnie naukowcy budują pojedyncze egzemplarze opisywanych magnetometrów. Opracowana przez nich metoda jest jednak przystosowana do wymagań produkcji masowej. Przenośne urządzenia używające odpowiednio dużej liczby takich czujników mogłyby zrewolucjonizować konstrukcję maszyn MRI i NMR – te pierwsze można by instalować nawet w ambulansach. Inne zastosowanie to szybkie i precyzyjne lokalizowanie ładunków wybuchowych, a w wypadku spektroskopów NMR – poszukiwania podziemnych złóż surowców.