به نقل از «ایرنا»

کوچکترین ام.آر.آی جهان از یک اتم

تاریخ انتشار: ۱۱ تیر ۱۳۹۸ | کد خبر: ۲۴۲۵۳۱۹۳

در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (ام. آر. آی) تراکم چرخش‌های اتمی که همان خصیصه‌های الکترومغناطیسی الکترون‌ها و پروتون‌ها در داخل بدن انسان است، اندازه گرفته می‌شود. اکنون محققان در یک دستاورد جدید که جزئیات آن در مجله Nature Physics منتشر شده است، موفق شدند چرخش تک اتم‌های منفرد را نیز اندازه بگیرند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آنها با استفاده از این دستاورد موفق شدند که از اتم‌های منفرد یک نمونه ام. آر . آی بگیرند.

محققان برای تصویربرداری از یک اتم منفرد، فناوری ام. آر. آی را با یک میکروسکوپ تونلی روبشی ترکیب کردند. میکروسکوپ تونلی روبشی( STM:Scanning tunneling microscope) گونه‌ای میکروسکوپ پراب روبشی است که براساس روبش سطح رسانا به‌وسیلهٔ نوک بسیار باریک (در حد چند نانومتر) و تغییر در میزان جریان عبوری برحسب فاصله کار می‌کند. با این میکروسکوپ می‌توان نحوه آرایش اتم‌ها را در سطح شبکه به تصویر کشید. به عبارت دیگر تصویر ایجاد شده نشان دهنده آرایش فضایی نوار رسانش فلز یا نیمه هادی است.

میکروسکوپ تونلی روبشی حاوی یک نوک فلزی تیز است که به محققان اجازه می‌دهد با اسکن این نوک در سراسر سطح نمونه از اتم‌های منفرد تصویر بگیرد و آنها را بررسی کنند. دو عنصری که در این آزمایش مورد بررسی قرار گرفت آهن و تیتانیوم بود که هر دو مغناطیس هستند. محققان با استفاده از نوک فلزی تیز میکروسکوپ بطور خودکار مجموعه‌ای از اتم‌ها را جدا کردند و موفق شدند یک نقشه سه بعدی از حوزه‌های مغناطیسی اتم‌ها با روزولوشن بی‌سابقه بالا تهیه کنند.

سپس محققان دسته دیگری از اتم‌های در حال چرخش را به نوک این میکروسکوپ متصل کردند و آن را از روی این نمونه اتمی عبور دادند. زمانی‌که دسته اتمی متصل به نوک میکروسکوپ از یک سر نمونه به سر دیگر آن عبور داده می‌شد، اتم‌های در حال چرخش همانند مغناطیس یکدیگر را جذب و دفع می‌کردند. محققان با تصویربرداری از این تعامل مغناطیسی توانستند از اتم‌های منفرد ام. آر. آی بگیرند.

محققان می‌گویند این فناوری جدید ام. آر. آی میکروسکوپی می‌تواند به ابداع نانومواد و داروهای جدید منجر شود. قابلیت تهیه نقشه از چرخش اتم‌ها و حوزه‌های مغناطیسی آنها با دقتی که پیش از این قابل تصور نبود، به محققان اجازه می‌دهد تا اطلاعات عمیق‌تری درباره ساختار ماده بدست آوردند و زمینه را برای ابداع حوزه‌های جدیدی برای تحقیقات پایه هموار سازند.

منبع: ایرنا

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.irna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایرنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۲۴۲۵۳۱۹۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

میدان مغناطیسی زمین ۳.۷ میلیارد ساله است

پژوهشگران دانشگاه آکسفورد و موسسه فناوری ماساچوست (MIT) سابقه‌ای از میدان مغناطیسی زمین را کشف کرده‌اند که قدمت آن به ۳.۷ میلیارد سال قبل می‌رسد.

در مورد منشاء میدان مغناطیسی سیاره زمین که ساکنان خود را از بمباران بی‌امان ذرات باردار ساطع شده از خورشید محافظت می‌کند، بحث‌های مختلف و بلند مدتی وجود دارد.

بدون سپر محافظ زمین که همان میدان مغناطیسی آن است، ذرات باردار یا باد خورشیدی، جو زمین را از بین می‌بردند.

پژوهشگران برای تعیین زمان شکل‌گیری میدان مغناطیسی زمین، سنگ‌های باستانی حاوی آهن را در منطقه ایسوآ (Isua) واقع در گرینلند بررسی کردند.

یافتن شواهدی از منشاء میدان مغناطیسی

بازسازی میدان مغناطیسی زمین تا به امروز چالش برانگیز بوده است، زیرا فرآیند‌های مختلف زمین‌شناسی معمولا نشانه‌های حفظ شده را تغییر می‌دهند.

جالب اینجاست که کمربند بالاپوسته‌ای (Supracrustal Belt) ایسوآ استثنا‌هایی دارد. این کمربند بر پایه یک پوسته قاره‌ای قوی تشکیل شده است که سنگ‌ها را از فعالیت‌های زمین‌ساختی شدید و تغییر شکل محافظت می‌کند.

سنگ‌هایی که در این منطقه یافت می‌شوند راز‌هایی درباره استحکام و پایداری خود دارند. این به این دلیل است که ذرات آهن می‌توانند مانند آهنربا‌های ریز عمل کنند و شدت میدان مغناطیسی را در طول فرآیند تبلور سنگ حفظ کنند.

طبق بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران، سنگ‌هایی که قدمت آنها به ۳.۷ میلیارد سال پیش بازمی‌گردد، قدرت میدان مغناطیسی حداقل ۱۵ میکروتسلا داشتند. جالب اینجاست که این میزان شدت در مقایسه با امروزه که قدرت میدان مغناطیسی سنگ‌های امروزی ۳۰ میکروتسلا است، قابل توجه است.این کشف اولین تخمین از شدت میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می‌کند.

کلر نیکولز پژوهشگر ارشد دانشگاه آکسفورد می‌گوید: استخراج سوابق قابل اعتماد از سنگ‌هایی با این قدمت بسیار چالش برانگیز است و دیدن سیگنال‌های مغناطیسی اولیه هنگامی که این نمونه‌ها را در آزمایشگاه تجزیه و تحلیل کردیم، واقعاً هیجان‌انگیز بود. این یک گام واقعاً مهم رو به جلو است، زیرا ما سعی می‌کنیم نقش میدان مغناطیسی باستانی را در زمان پیدایش حیات روی زمین تعیین کنیم.

احتمال محافظت از اشکال اولیه حیات

یافته‌ها نشان می‌دهند که میدان مغناطیسی زمین در طول میلیارد‌ها سال نسبتاً ثابت مانده است. این ثبات، نقش مهمی در پیدایش و تکامل حیات در سیاره ما داشته است.

این تحقیقات همچنین نشان می‌دهد که باد خورشیدی احتمالاً در دوران باستان بسیار قوی‌تر بوده است. با گذشت زمان، تقویت میدان مغناطیسی زمین ممکن است سطح زمین را از باد خورشیدی محافظت کند.

در نتیجه، اشکال اولیه حیات می‌توانستند امنیت موجود در اقیانوس‌ها را رها کرده و به سطح مهاجرت کنند.علاوه بر این، تحقیقات نشان می‌دهد که ممکن است بر توسعه جو ما نیز تأثیر گذاشته باشد.

این امر توسط انجماد هسته آهنی مایع زمین هدایت می‌شود. با این حال، تخمین زده می‌شود که هسته زمین تنها یک میلیارد سال پیش شروع به سخت شدن کرده است که به این معنی است که فرآیند‌های مختلفی قبل از این مرحله وجود داشته است.

در بیانیه مطبوعاتی پژوهشگران آمده است: درک بهتر قدرت باستانی و تغییرپذیری میدان مغناطیسی زمین به ما کمک می‌کند تا تعیین کنیم که آیا میدان‌های مغناطیسی سیاره‌ای برای میزبانی حیات در سطح سیاره و نقش آنها در تکامل اتمسفر، حیاتی هستند یا خیر.

این یافته‌ها در مجله Geophysical Research منتشر شده است.

منبع: ایسنا 

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی علوم فضایی و نجوم