Як спіймати резонанс
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Протони атомів речовин, з яких складається цибулина, – це мікромагнітики. Якщо який-небудь предмет, наприклад ту ж цибулину, помістити в однорідне магнітне поле, то магнітики ці орієнтуються як по полю, так і проти нього. Орієнтація по полю вигідна протонам (однорідні полюса відштовхуються, а різнорідні притягуються), а проти поля – невигідна. Якщо змусити протони в магнітному полі розвернутися в ньому, то при цьому вони поглинають і випромінюють енергію на частотах ультракороткого діапазону хвиль. Це і є ЯМР, ядерний магнітний резонанс. Інтенсивність поглинання залежить від щільності речовини, тобто кількості протонів, що містяться в тій чи іншій ділянці тієї ж цибулини.
На основі ЯМР і створений прилад, який дозволяє зазирнути всередину непрозорих предметів. В установці предмет поміщають в котушку коливального контуру, налаштованого на довжину хвилі ЯМР. Коливальний контур зі зразком знаходиться в магнітному полі, однорідність якого строго розрахованим чином змінюють так, щоб ЯМР – поглинання спостерігалося лише на невеликій ділянці зразка. У міру переміщення цієї ділянки за зразком інтенсивність ЯМР-сигналу змінюється: сигнал сильніше там, де більше протонів.
Новий прилад, враховуючи координати досліджуваної ділянки, переводить сигнали ЯМР в кольорове зображення. Яскравість зображення пропорційна інтенсивності сигналів. Крім того, установка може не тільки фотографувати внутрішність предмета, а й судити по тому ж резонансу про хімічний склад речовини, з якої предмет складається.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.