Investigadores del Centro de Nanociencia Cuántica QNS del Instituto de Ciencias Básicas SII de la Universidad Ewha Womans han logrado un gran avance científico al realizar las imágenes por resonancia magnética IRM más pequeñas del mundo. En una colaboración internacional con colegas deEn Estados Unidos, los científicos de QNS utilizaron su nueva técnica para visualizar el campo magnético de átomos individuales
Hoy en día, una resonancia magnética se realiza en los hospitales como parte de las imágenes para el diagnóstico. Las imágenes por resonancia magnética detectan la densidad de los espines, los imanes fundamentales en electrones y protones, en el cuerpo humano. Tradicionalmente, se requieren miles de millones y miles de millones de espines parauna resonancia magnética. Los nuevos hallazgos, publicados hoy en la revista Física de la naturaleza , demuestre que este proceso ahora también es posible para un átomo individual en una superficie. Para hacer esto, el equipo usó un microscopio de túnel de escaneo, que consiste en una punta de metal atómicamente afilada que permite a los investigadores obtener imágenes y sondear átomos individuales escaneandola punta a través de la superficie.
Los dos elementos que se investigaron en este trabajo, hierro y titanio, son ambos magnéticos. Mediante la preparación precisa de la muestra, los átomos fueron fácilmente visibles en el microscopio. Luego, los investigadores utilizaron la punta del microscopio como una máquina de MRI para mapear elcampo magnético tridimensional creado por los átomos con una resolución sin precedentes. Para hacerlo, unieron otro grupo de espines a la punta de metal afilada de su microscopio. Al igual que los imanes cotidianos, los dos espines se atraerían o repelerían entre sí dependiendo de suposición relativa. Al barrer el cúmulo de rotación de la punta sobre el átomo en la superficie, los investigadores pudieron mapear la interacción magnética. El autor principal, el Dr. Philip Willke de QNS dice: "Resulta que la interacción magnética que medimos depende delas propiedades de ambos giros, el de la punta y el de la muestra. Por ejemplo, la señal que vemos para los átomos de hierro es muy diferente de la de los átomos de titanio. Esto nos permite distinguirprotege diferentes tipos de átomos por su firma de campo magnético y hace que nuestra técnica sea muy poderosa ".
Los investigadores planean usar su resonancia magnética de un solo átomo para mapear la distribución de espín en estructuras más complejas como moléculas y materiales magnéticos. "Muchos fenómenos magnéticos tienen lugar en la nanoescala, incluida la generación reciente de dispositivos de almacenamiento magnético", dice el Dr.Yujeong Bae también de QNS, coautor en este estudio. "Ahora planeamos estudiar una variedad de sistemas utilizando nuestra resonancia magnética microscópica". La capacidad de analizar la estructura magnética en la nanoescala puede ayudar a desarrollar nuevos materiales y medicamentos.Además, el equipo de investigación quiere usar este tipo de resonancia magnética para caracterizar y controlar los sistemas cuánticos. Estos son de gran interés para futuros esquemas de computación, también conocidos como computación cuántica.
"Estoy muy entusiasmado con estos resultados. Ciertamente es un hito en nuestro campo y tiene implicaciones muy prometedoras para futuras investigaciones", dice el profesor Andreas Heinrich, Director de QNS. "La capacidad de mapear giros y su campo magnético conPrecisión previamente inimaginable, nos permite obtener un conocimiento más profundo sobre la estructura de la materia y abre nuevos campos de investigación básica ".
El Centro de Nanociencia Cuántica, en el campus de la Universidad Ewha Womans en Seúl, Corea del Sur, es un centro de investigación líder mundial que fusiona la cuántica y la nanociencia para diseñar el futuro cuántico a través de la investigación básica. Respaldado por el Instituto de Ciencias Básicas de Corea, quefue fundado en 2011, el Centro de Nanociencia Cuántica se basa en décadas del liderazgo científico del Director de QNS Andreas J. Heinrich A Boy and His Atom, IBM, 2013 para sentar las bases de la tecnología futura al explorar el uso del comportamiento cuántico átomo por-atom en superficies con la máxima precisión.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto de Ciencias Básicas . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :