لأول مرة.. آلة جديدة لتصوير المجال المغناطيسي للذرة

التصوير بالرنين المغناطيسي، يعرف في الطب كطريقة تستخدم لتصوير هياكل الجسم الداخلية.

أجرى علماء من معهد العلوم الأساسية في سوؤل، عاصمة كوريا الجنوبية، أصغر تصوير بالرنين المغناطيسي في العالم لالتقاط الحقول المغناطيسية للذرات المفردة.

وبحسب موقع "ساينس أليرت"، يعتبر ذلك إنجازا يمكن أن يحسن "البحث الكمي"، وكذلك فهمنا للكون على المقاييس دون الذرية.

ويعرف التصوير بالرنين المغناطيسي، كطريقة تستخدم لتصوير هياكل الجسم الداخلية في الطب، وتستخدم الآلة مغناطيسا قويا للغاية لإحداث مجال مغناطيسي كبير حول الجسم، مما يجبر دوران البروتونات في نوى ذرات الهيدروجين في الجسم على التوافق مع المجال المغناطيسي، وكل ذلك دون إنتاج آثار جانبية.

ولخفض العملية إلى مستويات أكثر دقة، استخدم الباحثون مجهر المسح النفقي، وهو أداة يمكنها تصوير الأسطح بالمقياس الذري عن طريق تشغيل إبرة دقيقة للغاية عليها، وقد استخدم هذا لاستكشاف ذرات التيتانيوم والحديد المعدة بعناية، ومع وجود مجموعة صغيرة من ذرات الحديد الممغنطة المرتبطة بالطرف، أصبحت آلة صغيرة للتصوير بالرنين المغناطيسي.

وبعد إضافة نبضات من تيار الترددات الراديوية، سمح ذلك لأجهزة الاستشعار باكتشاف الطاقة المنبعثة من الإلكترونات، مما ينتج عنه صورة للمجال المغنطيسي لذرة واحدة من التيتانيوم أو ذرة الحديد.

وقال الفيزيائي فيليب ويلكه، من معهد العلوم الأساسية: "التفاعل المغناطيسي الذي تم قياسه يعتمد على خصائص كل من الغزلين، واحد على الطرف والآخر على العينة، فعلى سبيل المثال، تختلف الإشارة التي نراها عن ذرات الحديد اختلافا كبيرا عن ذرات التيتانيوم، مما يتيح لنا التمييز بين أنواع مختلفة من الذرات من خلال المجال المغنطيسي الخاص بها، ويجعل تقنيتنا قوية جدا".

وتعتبر التقنية حساسة للغاية بحيث يمكنها أيضا التمييز بين الذرات المجاورة لبعضها البعض.

وقال الفيزيائي أحمد ديوك شيرين، من مركز أبحاث العلوم المتقدمة في نيويورك: "إنها مزيج رائع حقا من تقنيات التصوير".

وقال الفيزيائي أندرياس هاينريش من معهد العلوم الأساسية: "أنا متحمس جدًا لهذه النتائج، إنه بالتأكيد علامة فارقة في مجالنا وله تأثيرات واعدة للغاية على الأبحاث المستقبلية".

ومع هذه التكنولوجيا الصغيرة، لدى الفريق خطط كبيرة جدًا، فهم يعتقدون أنها ستكون مفيدة بشكل استثنائي في تحديد الخواص المغناطيسية والملفية، وليس فقط للذرات الفردية، ولكن للهيكل الأكبر أيضا، مثل الجزيئات، ويمكن استخدامها أيضا لتوصيف أنظمة الكم والتحكم فيها، والتي ستكون مفيدة في مجال تطوير الحوسبة الكمية.

aXA6IDMuMTQ1LjUwLjcxIA==

جزيرة ام اند امز