Дешевый, быстро, и портативные машины MRI мог быть на горизонте, благодаря новому методу, использующему простую газонаполненную камеру для обнаружения колебания атомных ядр.
Магнитно-резонансная томография (MRI) работает, потому что атомные ядра действуют как маленькие стержневые магниты. Если ядро приводит в порядок не линию с прикладным магнитным полем, это колеблется, или «предварительные налоги», очень как волчок колеблется при напряжении силы тяжести. Колеблющиеся ядра генерируют свое собственное колеблющееся магнитное поле, которое может использоваться для создания изображения. Например, медицинский сканер MRI настраивается для вращения водородных ядер, таким образом, он может нанести на карту изобилие молекул воды в живых тканях.
Стандартные машины MRI ощущают колеблющиеся магнитные поля через катушку провода. Но такие машины требуют, чтобы большие, дорогие магниты произвели обнаружимый сигнал. Также ядра precessing в более слабых областях могут быть прослежены с петлей сверхпроводника, известного как КАЛЬМАР, который может обнаружить чрезвычайно слабые магнитные поля. Но КАЛЬМАРЫ должны быть охлаждены к близкому абсолютному нулю, делая ОСНОВАННЫЕ НА КАЛЬМАРЕ системы большими и дорогими.
Теперь, Игорь Савуков и Майкл Ромалис из Принстонского университета в Нью-Джерси обнаружили колеблющуюся область с изящно чувствительным датчиком, названным «атомным магнитометром». Их устройство состоит из стеклянной камеры, заполненной калиевым паром. Из-за расположения электронов в калии каждый атом действует как немного магнита, также, и исследователи выравнивают их с сильным лазером «насоса». Колебание атомов, когда выставлено даже крошечному магнитному полю и исследователям обнаруживает их прецессию путем сияния второй лазер «исследования» через них. Помещая пробу воды рядом с магнитометром, исследователи измерили колеблющуюся область, произведенную протонами, выставленными магнитному полю, как они описывают в предстоящем выпуске Physical Review Letters.
Новая схема не требует ни огромного магнита, ни криогеники, таким образом, это может быть портативно и дешево, говорят исследователи. Это также может открыть путь к быстрому, MRI’s с одним выстрелом вместо утомительных просмотров.
В конечном счете новый подход мог привести к системам MRI, стоящим «нескольких тысяч долларов по сравнению с несколькими миллионами», говорит Дмитрий Будкер, физик в Калифорнийском университете, Беркли, кто также разрабатывает атомные магнитометры. Рональд Уолсуорт из Смитсоновского Гарвардом Центра Астрофизики в Кембридже, Массачусетс, говорит, что практические проблемы должны быть преодолены для преобразования идеи в технологию. Но он добавляет, «за Romalis нужно признать то, что он сделал некоторые из тех трудных инженерных работ».