Волчки, катушки и магнитный резонанс
Аня Грушина, физик. Рисунки автора
Мы живём в удивительное время: нам доступны инструменты для непосредственного воздействия на протоны и электроны!
Мы живём в удивительное время: нам доступны инструменты для непосредственного воздействия на протоны и электроны! Мы научились использовать это для научных исследований и медицинской диагностики. Речь идёт о ядерном магнитном резонансе (ЯМР), эффекте, открытом 80 лет назад. Пару Нобелевских премий спустя ЯМР стал распространённым инструментом для химиков, биологов и физиков, а приборы для магнитно-резонансной томографии (МРТ) теперь широко используемый инструмент диагностики. МРТ показывает состояние и структуру внутренних органов, выявляет опухоли на ранних стадиях и способна отражать мозговую активность в режиме реального времени.Лабораторный ЯМР-спектрометр. Сам спектрометр находится внутри сосуда Дьюара (большая белая «бочка») — специального термоизолированного сосуда, заполненного жидким гелием.
Чтобы понять, что происходит при ядерном магнитном резонансе, нужно сначала разобраться с его составными «частями»: спином, частотой Лармора, составом атомного ядра и эффектом Зеемана. Исчерпывающее объяснение опирается на формализм квантовой механики. Оно оперирует вероятностями, объекты квантового мира проявляют свойства и частиц и волн одновременно, а значения энергии «квантуются» — принимают дискретные значения, кратные постоянной Планка. Мы не будем углубляться в эту область и попробуем обойтись без формул и графиков...
Продолжение статьи читайте в номере журнала
