Cộng hưởng từ hạt nhân

Cộng hưởng từ hạt nhân (viết tắt NMR-Nuclear Magnetic Resonance) là hiện tượng một hạt nhân nguyên tử nằm trong từ trường hấp thu hoặc phát xạ một bức xạ điện từ. Cộng hưởng từ hạt nhân cũng được xem là một nhóm các phương pháp khoa học áp dụng cộng hưởng từ hạt nhân vào việc nghiên cứu các phân tử.

Mọi hạt nhân chứa một số lẻ các proton hay neutron có một mômen từ nội tại và mômen động lượng. Các hạt nhân thường được đo nhất là hydro-1 (đồng vị bắt nhận nhiều nhất phong phú trong tự nhiên) và cacbon-13, mặc dù cũng có thể gặp hạt nhân từ các đồng vị của nhiều nguyên tố khác (như ¹⁵N, ¹⁴N ¹⁹F, ³¹P, ¹⁷O, ²⁹Si, ¹⁰B, ¹¹B, ²³Na, ³⁵Cl, ¹⁹⁵Pt).

Tần số cộng hưởng từ hạt nhân đối với một chất cụ thể trực tiếp tỉ lệ với cường độ từ trường áp dụng, phù hợp với phương trình tần số tiến động Larmor.

Lịch sử

Cộng hưởng từ hạt nhân được miêu tả lần đầu vào năm 1938 bởi Isidor Rabi, sau đó được phát triển lên nhờ các thí nghiệm của Stern-Gerlach. Nhờ phát kiến này, Rabi đựoc vinh dự nhận giải Nobel vật lý vào năm 1944. Năm 1946, Felix Bloch và Edward Mills Purcell đã đồng nhận giải Nobel vật lý năm 1952 nhờ vào việc tìm ra cách ứng dụng NMR cho chất lỏng và chất rắn. Trước đó, Yevgeny Zavoisky cũng quan sát được hiện tượng cộng hưởng từ hạt nhân vào năm 1941 trước cả Felix Bloch và Edward Mills Purcell nhưng các thí nghiệm của ông không thể thực nghiệm lại. Rabi, Bloch và Purcell đã nhận thấy các phân tử (1H và 31P) trong một môi trường từ tính, có thể hấp thụ năng lượng từ tần số radio ( radiofrequence) và gây ra hiện tượng cộng hưởng từ. Sự phát triển của kỹ thuật NMR là dấu mốc quan trọng trong lĩnh vực phân tích hóa học, sinh hóa và đồng thời cho phép sự ra đời của kỹ thuật hình ảnh RMI ngày nay.

Xem thêm

MRI- Magnetic resonance imaging - Chụp cộng hưởng từ