Магнитно-резонансная томография одного атома

03.08.2019

Группа ученых их Центра квантовых нанотехнологий (Center for Quantum Nanoscience, QNS), вместе с их коллегами из США, произвели магнитно-резонансную томографическую (МРТ) съемку на самом маленьком на сегодняшний день уровне. Объектами этой съемки выступали отдельные атомы, а в результате у ученых получилось наглядная визуализация распределения магнитного поля этих атомов.

Магнитно-резонансная томография, как правило, производится в больницах и других медицинских учреждениях, как часть процесса диагностики заболеваний. МРТ-технология позволяет получить картину плотности распределения спинов (вращения) электронов и протонов атомов человеческого тела, и чем больше таких вращений регистрируется чувствительными датчиками оборудования, тем более качественной и информативной получается производимая съемка.

Однако, ученые, о которых шла речь немного выше, доказали, что МРТ-технологию можно использовать и по отношению к единичным атомам, находящимся на поверхности. Для этого применяется туннельный сканирующий микроскоп, который при помощи наконечника, "заточенного" до атомарной толщины, позволяет просканировать и получить изображение отдельных атомов.

В данных экспериментах были исследованы атомы двух химических элементов, железа и титана, оба которых являются магнитными материалами. При помощи процесса манипулирования наноразмерными объектами атомы этих элементов были помещены на поверхность и, поэтому, они были хорошо видимы при помощи туннельного микроскопа. После этого исследователи произвели сканирование этих атомов наконечником микроскопа, что позволило получить картину распределения магнитного поля каждого атома и картину магнитного взаимодействия между атомами, которые или притягивались, или отталкивались, подобно крошечным магнитам в зависимости от направления вращения их электронов.

В скором времени исследователи при помощи "атомарной" МРТ-технологии планирую провести исследования и составить карты распределения магнитных полей более сложных структур, таких, как органические молекулы и кристаллы магнитных материалов. Это, в свою очередь, снабдит ученых новыми данными о строении материи, которые можно будет использовать позже при разработке новых материалов, к примеру. Кроме этого, данная технология может быть использована для измерений и управления состоянием квантовых систем, выполняющих определенные вычислительные функции намного быстрее обычных компьютеров.

<< Назад: Система жидкостного охлаждения Rosewill PB240-RGB 03.08.2019

>> Вперед: Твердотельные накопители Toshiba RD500 и RC500 02.08.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Создан самый быстрый в мире вращающийся объект 22.01.2020 Устройство создала команда ученых из Университета Пердью (США). Оно вращается примерно в 500 000 раз быстрее, чем бормашина стоматолога. Вращающийся объект представляет собой наночастицу кремнезема, которая - если смотреть на нее через электронный микроскоп - выглядит как две сферы, соединенные вместе. Чтобы заставить кремнезем вращаться с рекордной скоростью, ученые использовали силу света. Сначала они заставили объект левитировать в вакууме с помощью одного лазера, а затем использовали другой лазер для ускорения. Наночастица является не только самым быстрым вращающимся объектом в мире, но и самым чувствительным из известных датчиков измерения вращательного момента. Вращательный момент (также момент силы, крутящий момент) - это мера силы, которая заставляет объект вращаться вокруг своей оси. Новое устройство в 600-700 раз более чувствительно, чем любой другой предыдущий прибор, способный измерять крутящий момент. Устройство можно будет использовать для исследования специальных эффектов в квантовой механике.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025