什么东西都可以量子化吗,量子化证据是什么

首页 > 影视动漫 > 作者:YD1662023-06-23 08:51:44

这张图上的圆形装置实际上是一个超导磁体,它提供了一个强磁场,做核磁共振检查一定要在这个磁场下进行。也就是说,有了这个磁场才能够去探测身体中自旋的信号。戴有心脏起搏器的人群会被禁止做这一项检查,就是因为这个强磁场会影响到起搏器所用的金属。

那是不是戴心脏起搏器的特殊人群就永远无法接受核磁共振的检测呢?于是问题就变成了,我们有没有可能不需要磁场也能够对身体做核磁共振呢?

零磁场核磁共振:让心脏起搏器不再是障碍

近年来,国际上有多个研究组包括我们也在朝着这个方向努力,研制一种新型的零磁场核磁共振谱仪,它在没有磁场的情况下,也能够对身体内的自旋信号做磁共振。

下图中间这台谱仪是我们最近开发的一台零场核磁共振谱仪。这是我们研究组和美国的加州大学伯克利分校的D. Budker教授(图左)共同研发的成果。在这个装置里面最重要的一个器件,就是下图右边展示的原子磁力仪。

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下图我手里拿的是一个特制的玻璃泡,这个泡里面充满了一种碱金属的原子蒸汽。这种碱金属的原子就是带自旋的,且能够很好地感受到极其微弱的磁场。因此,零场核磁共振就是依赖于原子自旋磁力计的发展。

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在这个方面,我们研究组经过了近十年的努力,研制了若干代的自旋磁力仪,我们对磁场的探测能力也在不断地提升。

比如说,在2019年,我们已经能够探测到约是地磁场100亿分之一的极微弱磁场信号。

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大家可能对这个数据没有直观的感受,我做一个简单的比方。这个磁场的大小,就相当于我们把一块小磁片贴在近万米高空飞行的飞机上,然后在地面上我们的自旋磁力计也能够感受到这个小磁片产生的磁场。当然我们还有进步的空间,我们研究组还在不断地提升探测能力。

我再给大家介绍一下在零磁场核磁共振方向,我们和国际上的一些研究小组,到底做到了什么程度。

我们研究小组主要是在做分子结构的检测。相比于传统的高场核磁共振,我们能够得到更清晰的分子结构谱图,来开展结构的分析(下图左)。

大家可能会注意到,下图第二张图就是在零磁场的环境下,做到了对金属容器内部的水成像。这就解决了我们刚才说的,配戴心脏起搏器的特殊人群不能够做核磁共振的问题。

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