സീറോ ഫീൽഡ് എൻഎംആർ

സീറോ-ടു അൾട്രാലോ-ഫീൽഡ് (സുൽഫ്) എൻഎംആർ എന്നത് കാന്തികമണ്ഡലം നിശ്ശേഷം ഇല്ലാത്തതോ അതോ വളരെ കുറഞ്ഞതോ ആയ സ്ഥിതിയിൽ പ്രാവർത്തികമാക്കപ്പെടുന്ന എൻഎംആർ സാങ്കേതിക സംവിധാനമാണ്. സാധാരണ എൻഎംആറിന് സൂപർകൺഡക്റ്റിംഗ് മാഗ്നറ്റ് ഉപയോഗിച്ച് അതീവശക്തമായ (അനേകം ടെക്സ്ലശക്തിയുള്ള) കാന്തികവലയം സൃഷ്ടിക്കേണ്ടി വരുന്നു. എന്നാൽ സുൽഫ് എൻഎംആറിന് ഏതാനും മൈക്രോടെക്സ്ലയുള്ള കാന്തിക വലയമേ വേണ്ടൂ. കാന്തിക മണ്ഡലവുമായുളള (ഭൂമിയുടെ മണ്ഡലത്തിൽ നിന്ന് ഉൾപ്പെടെ) സമ്പർക്കം പൂർണമായി ഒഴിവാക്കിയ പരിസ്ഥിതിയിൽ കാന്തികമായി സജീവമായ ന്യൂക്ലിയസുകളുള്ള (സ്പിൻ മൂല്യം 1/2 ഉം അതിൽ കൂടുതലും) രാസവസ്തുക്കളുടെ ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നെറ്റിക് റെസൊണൻസ് സ്പെക്ട്രയുടെ രേഖപ്പെടുത്തുന്നു . സുൽഫ് എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ സാധാരണയായി ഭൂമിയുടെ കാന്തികക്ഷേത്രം കുറയ്ക്കുന്നതിന് നിഷ്ക്രിയമോ സജീവമോ ആയ മറ( ഷീൽഡിംഗ്) ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു. സുൽഫ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ-സ്പിൻ കപ്ലിംഗുകളാണ് പ്രധാന ഇടപെടലുകൾ, കൂടാതെ സ്പിന്നുകളും ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രവും തമ്മിലുള്ള സംയോജനം ഇതിന് തടസ്സമാണ്. കുറഞ്ഞ ശക്തിയുള്ള കാന്തിക വ്യവസ്ഥയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതു കൊണ്ട് നിരവധി ഗുണങ്ങളുണ്ട്: കാന്തിക-സംവേദനക്ഷമത മൂലം സിഗ്നലുകൾ പരക്കുന്നത് (മാഗ്നെറ്റിക് സസപ്റ്റബിലിറ്റി ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് ലൈൻ ബ്രോഡനിംഗ്) ദുർബലപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് വൈവിധ്യമാർന്ന പരിതസ്ഥിതികളിൽ സാമ്പിളുകളുടെ സ്പെക്ട്രൽ ലൈനുകൾ അസമമായരീതിയിൽ വീതികൂടുന്നത് കുറയ്ക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകൾക്ക് സകിൻ ഡെപ്ത് കൂടുതലുള്ളതിനാൽ ചാലക വസ്തുക്കളിലൂടെ(ഉദാ ലോഹങ്ങൾ) എളുപ്പത്തിൽ കടന്നുപോകുന്നു എന്നതാണ് മറ്റൊരു നേട്ടം; ഉയർന്ന കാന്തിക മണ്ഡലങ്ങളിൽ നടത്തുന്ന ഭൂരിഭാഗം എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ സാധാരണമായി ഗ്ലാസ്, ക്വാർട്സ് അല്ലെങ്കിൽ സെറാമിക് സാമ്പിൾ കണ്ടെയ്നറുകളാണു ഉപയോഗിക്കാറ്.

റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലുകൾ എടുക്കാൻ ഉയർന്ന കാന്തിക മണ്ഡല എൻഎംആർ ഇൻഡക്റ്റീവ് ഡിറ്റക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, എന്നാൽ സിഗ്നൽ ആവൃത്തികൾസാധാരണയായി വളരെ കുറവായതിനാൽ (ഹെർട്സ് മുതൽ കിലോഹെർട്സ് വരെയുള്ള ക്രമത്തിൽ) സുൽഫ് എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഇത് കാര്യക്ഷമമല്ല. 2000-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ SQUID-കൾ, മാഗ്നെറ്റോറെസിസ്റ്റീവ് സെൻസറുകൾ, SERF ആറ്റോമിക് മാഗ്നെറ്റോമീറ്ററുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഉയർന്ന സെൻസിറ്റീവ് മാഗ്നെറ്റിക് സെൻസറുകൾ വികസിപ്പിച്ചത് സുൽഫ് സന്വദായതതിനു നേരിട്ട് എൻഎംആർ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നത് സാധ്യമാക്കി. മുമ്പത്തെ സുൽഫ് എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങൾ പരോക്ഷമായ കണ്ടെത്തലിനെ ആശ്രയിച്ചാണ്, അവിടെ സാമ്പിൾ ഷീൽഡ് സുൽഫ് പരിതസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് ഉയർന്ന കാന്തിക മണ്ഡലത്തിലേക്ക് ഒരു പരമ്പരാഗത ഇൻഡക്റ്റീവ് പിക്ക്-അപ്പ് കോയിൽ ഉപയോഗിച്ച് കണ്ടെത്തേണ്ടതുണ്ട്. സീറോ-ഫീൽഡ് എൻഎംആർ കണ്ടുപിടിക്കാൻ റൂബിഡിയം നീരാവി സെലുകൾക്കൊപ്പം പ്രവർത്തിക്കുന്ന സീറോ മാഗ്നെറ്റിക് ഫീൽഡിലെ ആറ്റോമിക് മാഗ്നെറ്റോമീറ്ററുകൾ ഉപയോഗിച്ചായിരുന്നു വിജയകരമായ ഒരു നടപ്പാക്കൽ. ^[2] ^[3]

ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ ധ്രുവീകരണം പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതിന് വലിയ കാന്തികക്ഷേത്രം ഇല്ലാതെ, ഹൈപ്പർപോളറൈസേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ ബാഹ്യമായി ധ്രുവീകരിക്കണം. കാന്തിക മണ്ഡലത്തിലെ സ്പിന്നുകളെ ധ്രുവീകരിക്കുന്നത് പോലെ ഇത് ലളിതമാണ്, തുടർന്ന് സിഗ്നൽ ഏറ്റെടുക്കലിനായി സുൽഫ് മേഖലയിലേക്ക് ഷട്ടിൽ ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ ബദൽ രസതന്ത്രം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഹൈപ്പർപോളറൈസേഷൻ ടെക്നിക്കുകളും ഉപയോഗിക്കാം.

ന്യൂക്ലിയർ ക്വാഡ്രുപോൾ റെസൊണൻസ് (എൻ ക്യു ആർ) എന്ന് ചിലപ്പോഴൊക്കെ എന്നാൽ കൃത്യതയില്ലാത്ത രീതിയിൽ ഇത് പരാമർശിക്കപ്പെടുന്നു. ^[4]

സീറോ-ഫീൽഡ് എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങൾ[തിരുത്തുക]

സ്പിൻ ഹാമിൽട്ടോണിയൻസ്[തിരുത്തുക]

ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻസിന്റെ സ്വതന്ത്ര പരിണാമം നിയന്ത്രിക്കുന്നത് ഒരു ഹാമിൽട്ടോണിയൻ( ${\hat {H}}$ )ആണ്, ഇത് ദ്രവാവസ്ഥയിലുള്ള ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നെറ്റിക് റെസൊണൻസിൻറെ കാര്യത്തിൽ രണ്ട് പ്രധാന പദങ്ങളായി വിഭജിക്കപ്പെട്ടേക്കാം. ആദ്യ പദം ( ${\hat {H}}_{z}$ ) സ്‌പിന്നുകളും ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രവും തമ്മിലുള്ള സീമാൻ പ്രതിപ്രവർത്തനതെത പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു കെമിക്കൽ ഷിഫ്റ്റ്( $\sigma$ ). രണ്ടാമത്തെ പദം ( ${\hat {H}}_{J}$ ) പരോക്ഷമായ സ്പിൻ-സ്പിൻ അല്ലെങ്കിൽ J-കപ്ലിംഗ്, ഇന്ററാക്ഷനുമായി യോജിക്കുന്നു.

.

${\hat {H}}={\hat {H}}_{z}+{\hat {H}}_{J}$ , ഇവിടെ:

${\hat {H}}_{z}=-\hbar \sum _{a}\gamma _{a}(1-\sigma _{a}){\hat {I}}_{a}\cdot B_{0}$ , ഒപ്പം

${\hat {H}}_{J}=-\hbar 2\pi \sum _{a>b}J_{ab}{\hat {I}}_{a}\cdot {\hat {I}}_{b}$ .

ഇവിടെ $\hbar$ പ്ലാങ്ക് സ്ഥിരാങ്കത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു; $\gamma _{a}$ സ്പിൻ a യുടെ ഗൈറോമാഗ്നറ്റിക് അനുപാതം സൂചിപ്പിക്കുന്നു; $\sigma _{a}$ സ്പിൻ a യുടെ കെമിക്കൽ ഷിഫ്റ്റിലെ ഐസോട്രോപിക് ഭാഗത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു; $I_{a}$ ,a-സ്പിന്നിന്റെ സ്പിൻ ഓപ്പറേറ്ററെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു; $B_{0}$ പരിഗണിക്കപ്പെടുന്ന എല്ലാ സ്പിന്നുകളും അനുഭവിക്കുന്ന ബാഹ്യ കാന്തികക്ഷേത്രമാണ്, കൂടാതെ; $J_{ab}$ സ്പിന്നുകൾ a, b എന്നിവയ്ക്കിടയിലുള്ള J-കപ്ലിംഗ് സ്ഥിരാങ്കമാണ്.

പ്രധാനമായും, ${\hat {H}}_{z}$ ന്റെയും ${\hat {H}}_{J}$ യുടെയും ആപേക്ഷിക ശക്തി (അതിനാൽ അത്തരം ഒരു സിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്പിൻ ഡൈനാമിക്സ് സ്വഭാവം) കാന്തികക്ഷേത്രത്തെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, പരമ്പരാഗത എൻഎംആർ -ൽ, സാധാരണയായി $|B_{0}|$ സാധാരണയായി 1 T നേക്കാൾ വലുതാണ്, അതിനാൽ ¹ H ന്റെ, ലാർമോർ ആവൃത്തി $\nu _{0}=-\gamma B_{0}/2\pi$ പതിനായിരക്കണക്കിന് MHz കവിയുന്നു. ഇത് $J$ - കപ്ലിംഗിനെ അപേക്ഷിചച് വളരെ വലുതാണ് – സാധാരണ ഇതിന്ടെ മൂല്യം Hz മുതൽ നൂറുകണക്കിന് Hz വരെയാണ്. ഈ പരിധിയിൽ, ${\hat {H}}_{J}$ , ${\hat {H}}_{z}$ ന്റെ പെർടർബേഷൻ ആണ്. നേരെമറിച്ച്, നാനോടെസ്ല ഫീൽഡുകളിൽ, ലാർമോർ ആവൃത്തികൾ , $J$ - കപ്ലിംഗിനെ അപേക്ഷിചച് വളരെ ചെറുതായിരിക്കും , അതിനാൽ, ${\hat {H}}_{J}$ ,വലുതും.

ധ്രുവീകരണം[തിരുത്തുക]

ഒരു സുൽഫ് എൻഎംആർ പരീക്ഷണത്തിൽ സിഗ്നലുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് മുമ്പ്, ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ എൻസെംബിൾ ധ്രുവീകരിക്കേണ്ടത് ആദ്യം ആവശ്യമാണ്, കാരണം സിഗ്നൽ ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ കാന്തികവൽക്കരണത്തിന് ആനുപാതികമാണ്. ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ ധ്രുവീകരണം സൃഷ്ടിക്കാൻ നിരവധി മാർഗങ്ങളുണ്ട്. കാന്തികക്ഷേത്രത്തിൽ സ്പിന്നുകളെ താപമായി സന്തുലിതമാക്കാൻ അനുവദിക്കുക എന്നതാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായത്, സീമാൻ പ്രതിപ്രവർത്തനം മൂലം കാന്തികക്ഷേത്രവുമായുള്ള ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ വിന്യാസം ദുർബലമായ സ്പിൻ ധ്രുവീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന ധ്രുവീകരണം ടെസ്‌ല ഫീൽഡ് ശക്തികൾക്ക് ^{10 -6 എന്ന ക്രമത്തിലാണ്.}

ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ ധ്രുവീകരണം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള രാസ-ഭൗതിക രീതികളായ ഹൈപ്പർപോളറൈസേഷൻ ടെക്നിക്കുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതാണ് ഒരു ബദൽ സമീപനം. പാരാഹൈഡ്രജൻ-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് പോളാറൈസേഷൻ, നോബിൾ ഗ്യാസ് ആറ്റങ്ങളുടെ സ്പിൻ-എക്സ്ചേഞ്ച് ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗ്, ഡിസൊല്യൂഷൻ ഡൈനാമിക് ന്യൂക്ലിയർ പോളറൈസേഷൻ, കെമിക്കൽ-ഇൻഡ്യൂസ്ഡ് ഡൈനാമിക് ന്യൂക്ലിയർ പോളറൈസേഷൻ എന്നിവ ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

സ്പിൻ എക്സൈടേഷനും നിയന്ത്രണവും[തിരുത്തുക]

എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക്, സ്പിൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ ക്ഷണികമായ നോൺ-സ്റ്റേഷണറി അവസ്ഥ സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ട്. പരമ്പരാഗത ഉയർന്ന കാന്തിക മണ്ഡലം ഉപയോഗിചചുളള പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി പൾസുകൾ കാന്തവൽക്കരണത്തെ പ്രധാന കാന്തികക്ഷേത്ര ദിശയിൽ നിന്ന് തിരശ്ചീന ദിശയിലേക്ക് മാറ്റ്ന്നു. തിരശ്ചീന ദിശയിൽ, കാന്തികവൽക്കരണം ഒരു നിശ്ചലാവസ്ഥയിലല്ല (അല്ലെങ്കിൽ ഐജൻസ്റ്റേറ്റ് ) അതിനാൽ അത് പ്രധാന കാന്തികക്ഷേത്രത്തിനു ചുറ്റും പ്രീസെഷൻ ചെയ്യാൻ തുടങ്ങും; ഇതു ഒരു ആന്ദോളന കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഉയർന്നകാന്തിക 1H- 13 C ജോഡിയുടെ താപ സന്തുലിതാവസ്ഥ B0 ഫീൽഡിൽ രണ്ട്സ്പിന്നുകളും ധ്രുവീകരിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു അവസ്ഥയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു ^, 1H ധ്രുവീകരണം 13C സ്പിന്നുകളേക്കാൾ 4 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. ഉയർന്ന കാന്തിക മണ്ഡലതതിൽ ഇത് നിശ്ചല സ്പിൻ അവസ്ഥയാണ്. ഫീൽഡ് അഡിയാബാറ്റിക്കലി (വേഗത്തിൽ) സ്വിച്ച് ഓഫ് ആണെങ്കിൽ, സ്പിൻ അവസ്ഥ പരിണമിക്കാൻ തുടങ്ങും. ജെ-കപ്ലിംഗ് ഫ്രീക്വൻസിയിൽ 1 H നും ¹³ C നും ഇടയിൽ സ്പിൻ ധ്രുവീകരണം ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു (ഈ ഉദാഹരണത്തിൽ 210 Hz), ഇത് സുൽഫ് എൻഎംആർ -ൽ J-സ്പെക്ട്രയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.

സുൽഫ് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, സ്പിൻ സിസ്റ്റത്തിന്റെ നോൺ-സ്റ്റേഷണറി സ്റ്റേറ്റുകളെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നതിന് സ്ഥിരമായ കാന്തികക്ഷേത്ര പൾസുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. രണ്ട് പ്രധാന തന്ത്രങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു (1) കാന്തികക്ഷേത്രത്തെ കപട-ഉയർന്ന മണ്ഡലത്തിൽ നിന്ന് പൂജ്യം (അല്ലെങ്കിൽ അൾട്രാ-ലോ) ഫീൽഡിലേക്ക് മാറ്റുക, അല്ലെങ്കിൽ (2) സ്പിന്നുകൾ അനുഭവിക്കുന്ന കാന്തികക്ഷേത്രത്തെ പൂജ്യം ഫീൽഡിലേക്ക്

മാറ്റുക സീറോ-ഫീൽഡ് ഐജൻസ്‌റ്റേറ്റുകൾക്കിടയിൽ ഒരു യോജിപ്പുണ്ടാക്കാൻ സീമാൻ പോപ്പുലേഷൻ അഡിയാബാറ്റിക്കലും പിന്നീട് സ്ഥിരമായ കാന്തികക്ഷേത്ര പൾസ് പ്രയോഗിച്ചും സീറോ-ഫീൽഡ്ഐജൻസ്റ്റേറ്റുകളാക്കി മാറ്റുന്നു. ഒരു ഹെറ്ററോ ന്യൂക്ലിയർ ജോഡി ജെ-കപ്പിൾഡ് സ്പിന്നുകളുടെ ലളിതമായ സാഹചര്യത്തിൽ, ഈ രണ്ട് എക്‌സിറ്റേഷൻ സ്കീമുകളും singlet, triplet-0 അവസ്ഥകൾക്കിടയിൽ ഒരു പരിവർത്തനത്തെ പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് കണ്ടെത്താനാകുന്ന ഓസിലേറ്ററി കാന്തികക്ഷേത്രം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ^[5] ദ്വിമാന പരീക്ഷണങ്ങൾ, വിഘടിപ്പിക്കുന്ന സ്കീമുകൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പൾസ് സീക്വൻസുകൾ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ^[6]

സിഗ്നൽ നിരീക്ഷണം[തിരുത്തുക]

എൻഎംആർ സിഗ്നലുകൾ സാധാരണയായി ഇൻഡക്റ്റീവ് ആയി കണ്ടുപിടിക്കപ്പെടുന്നു, എന്നാൽ സുൽഫ് പരീക്ഷണത്തിൽ സാമ്പിളുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന വൈദ്യുതകാന്തിക വികിരണത്തിന്റെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തികൾ താഴ്ന്ന ഫീൽഡുകളിൽ ഇൻഡക്റ്റീവ് കണ്ടെത്തൽ അപ്രായോഗികമാക്കുന്നു. അതിനാൽ, സോളിഡ് സാമ്പിളുകളിൽ സീറോ-ഫീൽഡ് എൻഎംആർ അളക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യ സമീപനം ഫീൽഡ്-സൈക്ലിംഗ് ടെക്നിക്കുകൾ വഴിയായിരുന്നു. ^[7]ഫീൽഡ് സൈക്ലിംഗിൽ മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: തയ്യാറെടുപ്പ്, പരിണാമം, കണ്ടെത്തൽ. തയ്യാറെടുപ്പ് ഘട്ടത്തിൽ, ന്യൂക്ലിയർ സ്പിന്നുകളെ കാന്തികമാക്കുന്നതിന് ഒരു ഫീൽഡ് പ്രയോഗിക്കുന്നു. പരിണാമ ഇടവേള ആരംഭിക്കുന്നതിനായി ഫീൽഡ് പെട്ടെന്ന് പൂജ്യത്തിലേക്ക് മാറുകയും ഹാമിൽട്ടോണിയൻ പൂജ്യം ഫീൽഡിന് കീഴിൽ കാന്തികവൽക്കരണം വികസിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു സമയപരിധിക്ക് ശേഷം, ഫീൽഡ് വീണ്ടും സ്വിച്ച് ഓൺ ചെയ്യുകയും ഉയർന്ന ഫീൽഡിൽ ഇൻഡക്റ്റീവ് ആയി സിഗ്നൽ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരൊറ്റ ഫീൽഡ് സൈക്കിളിൽ, നിരീക്ഷിച്ച കാന്തികവൽക്കരണം പൂജ്യം-ഫീൽഡ് പരിണാമ സമയത്തിന്റെ ഒരൊറ്റ മൂല്യവുമായി മാത്രം പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. സീറോ-ഫീൽഡ് ഇടവേളയുടെ വർദ്ധിപ്പിച്ച ദൈർഘ്യം ഉപയോഗിച്ച് ഫീൽഡ് സൈക ആവർത്തിക്കുന്നതിലൂടെ സമയ-വ്യത്യസ്‌ത കാന്തികവൽക്കരണം കണ്ടെത്താനാകും, അതിനാൽ കാന്തികവൽക്കരണത്തിന്റെ പരിണാമവും ക്ഷയവും പോയിന്റ് അനുസരിച്ച് അളക്കുന്നു. ഈ കാന്തികവൽക്കരണത്തിന്റെ ഫ്യൂറിയർ പരിവർത്തനം പൂജ്യം-ഫീൽഡ് ആഗിരണം സ്പെക്ട്രത്തിലേക്ക് നയിക്കും.

ഉയർന്ന സെൻസിറ്റീവ് മാഗ്നെറ്റോമെട്രി ടെക്നിക്കുകളുടെ ആവിർഭാവം സീറോ-ഫീൽഡ് എൻഎംആർ സിഗ്നലുകൾ ഇൻ സിറ്റുവിൽ കണ്ടെത്തുന്നതിന് അനുവദിച്ചു. സൂപ്പർകണ്ടക്റ്റിംഗ് ക്വാണ്ടം ഇടപെടൽ ഉപകരണങ്ങൾ ( SQUIDs ), മാഗ്നെറ്റോറെസിസ്റ്റീവ് സെൻസറുകൾ, SERF ആറ്റോമിക് മാഗ്നെറ്റോമീറ്ററുകൾ എന്നിവ ഉദാഹരണങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. SQUID-കൾക്ക് ഉയർന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി ഉണ്ട്, എന്നാൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ ക്രയോജനിക് അവസ്ഥകൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് കെമിക്കൽ അല്ലെങ്കിൽ ബയോളജിക്കൽ സാമ്പിളുകൾ കണ്ടെത്തുന്നതിന് പ്രായോഗികമായി കുറച്ച് ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതാക്കുന്നു. മാഗ്നെറ്റോറെസിസ്റ്റീവ് സെൻസറുകൾ സെൻസിറ്റീവ് കുറവാണ്, പക്ഷേ കൈകാര്യം ചെയ്യാനും എൻഎംആർ സാമ്പിളിനോട് അടുപ്പിക്കാനും വളരെ എളുപ്പമാണ്, ഇത് പ്രോക്സിമിറ്റി സംവേദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. സുൽഫ് എൻഎംആർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഏറ്റവും സാധാരണമായ സെൻസറുകൾ ഒപ്റ്റിക്കലി-പമ്പ് ചെയ്ത മാഗ്നെറ്റോമീറ്ററുകളാണ്, അവയ്ക്ക് ഉയർന്ന സെൻസിറ്റിവിറ്റി ഉണ്ട്, അവ ഒരു എൻഎംആർ സാമ്പിളിന് അടുത്തായി സ്ഥാപിക്കാവുന്നതാണ്.

സുൽഫ് രീതി നിർവ്വചനം[തിരുത്തുക]

സീറോ-, അൾട്രാലോ-, ലോ-, ഹൈ-ഫീൽഡ് എൻഎംആർ തമ്മിലുള്ള അതിരുകൾ കർശനമായി നിർവചിച്ചിട്ടില്ല, എന്നിരുന്നാലും ലായനിയിൽ ചെറിയ തന്മാത്രകൾ ഉൾപ്പെടുന്ന പരീക്ഷണങ്ങൾക്ക് ഏകദേശ പ്രവർത്തന നിർവചനങ്ങൾ പതിവാണ്. ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ പ്രിസെഷൻ ഫ്രീക്വൻസി, സ്പിൻ റിലാക്സേഷൻ റേറ്റുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഫീൽഡ് എന്നാണ് പൂജ്യവും അൾട്രാലോ ഫീൽഡും തമ്മിലുള്ള അതിർത്തി സാധാരണയായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നത്, അതായത്, സീറോ ഫീൽഡിൽ ന്യൂക്ലിയർ സ്പിന്നുകൾ ബാഹ്യ ഫീൽഡിനെക്കാൾ വേഗത്തിൽ വിശ്രമിക്കുന്നു. അൾട്രാലോയും ലോ ഫീൽഡും തമ്മിലുള്ള അതിർത്തി സാധാരണയായി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നത് വ്യത്യസ്ത ന്യൂക്ലിയർ സ്പീഷീസുകൾ തമ്മിലുള്ള ലാർമോർ ഫ്രീക്വൻസി വ്യത്യാസങ്ങൾ സ്പിൻ-സ്പിൻ (ജെ അല്ലെങ്കിൽ ഡിപോളാർ) കപ്ലിംഗുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഫീൽഡ് ആണ്, അതായത്, അൾട്രാലോ ഫീൽഡിൽ സ്പിൻ-സ്പിൻ കപ്ലിംഗുകൾ ആധിപത്യം സ്ഥാപിക്കുകയും സീമാൻ ഇടപെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു അസ്വസ്ഥത. താഴ്ന്നതും ഉയർന്നതുമായ ഫീൽഡുകൾ തമ്മിലുള്ള അതിർത്തി കൂടുതൽ അവ്യക്തമാണ്, ആപ്ലിക്കേഷന്റെയോ ഗവേഷണ വിഷയത്തെയോ ആശ്രയിച്ച് ഈ പദങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സുൽഫ് എൻഎംആർ -ന്റെ പശ്ചാത്തലത്തിൽ, ഒരു സാമ്പിളിലെ ഒരേ ഐസോടോപ്പിക് സ്പീഷിസുകളുടെ അണുകേന്ദ്രങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള രാസ ഷിഫ്റ്റ് വ്യത്യാസങ്ങൾ സ്പിൻ-സ്പിൻ കപ്ലിംഗുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഫീൽഡ് ആയി അതിർത്തി നിർവചിക്കപ്പെടുന്നു.

ഈ നിർവചനങ്ങൾ പഠിക്കുന്ന സാമ്പിളിനെ ശക്തമായി ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കുക, ന്യൂക്ലിയർ സ്പിൻ സ്പീഷീസ്, സ്പിൻ-സ്പിൻ കപ്ലിംഗ് ശക്തികൾ, സ്പിൻ റിലാക്സേഷൻ ടൈംസ് തുടങ്ങിയ സാമ്പിൾ പാരാമീറ്ററുകൾ അനുസരിച്ച് ഈ രീതികളുടെ അതിരുകൾ മാഗ്നിറ്റ്യൂഡ് ഓർഡറുകൾ അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടാം.

ഇതും കാണുക[തിരുത്തുക]

ഭൂമിയുടെ കാന്തികമണ്ഡല എൻഎംആർ
കുറഞ്ഞ കാന്തികമണ്ഡല എൻഎംആർ

റഫറൻസുകൾ[തിരുത്തുക]

↑ Burueva, D.; Eills, J.; Blanchard, J.W.; Garcon, A.; Picazo Frutos, R.; Kovtunov, K.V.; Koptyug, I.; Budker, D. (June 8, 2020). "Chemical Reaction Monitoring using Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance Enables Study of Heterogeneous Samples in Metal Containers". Angew. Chem. Int. Ed. 59 (39): 17026–17032. doi:10.1002/anie.202006266.
↑ Sheng, D.; Li, S.; Dural, N.; Romalis, M. (18 April 2013). "Subfemtotesla Scalar Atomic Magnetometry Using Multipass Cells". Physical Review Letters. 110 (16): 160802. arXiv:1208.1099. Bibcode:2013PhRvL.110p0802S. doi:10.1103/PhysRevLett.110.160802. PMID 23679590.
↑ Commissariat, Tushna (April 24, 2013). "Atomic magnetometer is most sensitive yet". Physics World.
↑ യു.എസ്. പേറ്റന്റ് 69,19,838
↑ Sjolander, T.F.; Tayler, M.C.D.; King, J.P.; Budker, D.; Pines, A. (2017). "Transition-Selective Pulses in Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance". J. Phys. Chem. A. 120 (25): 4343–4348. doi:10.1021/acs.jpca.6b04017.
↑ Sjolander, T.F.; et al. (2017). "13C-decoupled J-coupling spectroscopy using two-dimensional nuclear magnetic resonance at zero-field". J. Phys. Chem. Lett. 8 (7): 1512–1516. doi:10.1021/acs.jpclett.7b00349.
↑ Weitekamp, D.P.; Bielecki, A.; Zax, D.; Zilm, K.; Pines, A. (May 30, 1983). "Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance". Phys. Rev. Lett. 50: 1807. doi:10.1103/PhysRevLett.50.1807.

കൂടുതൽ വായനയ്ക്ക്[തിരുത്തുക]

എംപി ലെഡ്‌ബെറ്റർ, സി. ക്രോഫോർഡ്, എ. പൈൻസ്, ഡി. വെമ്മർ, എസ്. നാപ്പെ, ജെ. കിച്ചിംഗ്, ഡി. ബഡ്‌കർ " സീറോ മാഗ്നെറ്റിക് ഫീൽഡിൽ എൻഎംആർ ജെ-സ്പെക്ട്രയുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിറ്റക്ഷൻ Archived 2021-12-06 at the Wayback Machine. " ജെ. മാഗ്ൻ. റിസോൺ. (2009), 199, 25-29.
ടി. തീസ്, പി. ഗാൻസിൽ, ജി. കെർവേൺ, എസ്. നാപ്പെ, ജെ. കിച്ചിംഗ്, എം.പി. ലെഡ്ബെറ്റർ, ഡി. ബഡ്കർ, എ. പൈൻസ്; " പാരാഹൈഡ്രജൻ-മെച്ചപ്പെടുത്തിയ സീറോ-ഫീൽഡ് ന്യൂക്ലിയർ മാഗ്നറ്റിക് റെസൊണൻസ് " നേച്ചർ ഫിസിക്സ് (2011), 7, 571-575.

ബാഹ്യ ലിങ്കുകൾ[തിരുത്തുക]

[1] Burueva, D.; Eills, J.; Blanchard, J.W.; Garcon, A.; Picazo Frutos, R.; Kovtunov, K.V.; Koptyug, I.; Budker, D. (June 8, 2020). "Chemical Reaction Monitoring using Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance Enables Study of Heterogeneous Samples in Metal Containers". Angew. Chem. Int. Ed. 59 (39): 17026–17032. doi:10.1002/anie.202006266.

[2] Sheng, D.; Li, S.; Dural, N.; Romalis, M. (18 April 2013). "Subfemtotesla Scalar Atomic Magnetometry Using Multipass Cells". Physical Review Letters. 110 (16): 160802. arXiv:1208.1099. Bibcode:2013PhRvL.110p0802S. doi:10.1103/PhysRevLett.110.160802. PMID 23679590.

[3] Commissariat, Tushna (April 24, 2013). "Atomic magnetometer is most sensitive yet". Physics World.

[4] യു.എസ്. പേറ്റന്റ് 69,19,838

[5] Sjolander, T.F.; Tayler, M.C.D.; King, J.P.; Budker, D.; Pines, A. (2017). "Transition-Selective Pulses in Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance". J. Phys. Chem. A. 120 (25): 4343–4348. doi:10.1021/acs.jpca.6b04017.

[6] Sjolander, T.F.; et al. (2017). "13C-decoupled J-coupling spectroscopy using two-dimensional nuclear magnetic resonance at zero-field". J. Phys. Chem. Lett. 8 (7): 1512–1516. doi:10.1021/acs.jpclett.7b00349.

[7] Weitekamp, D.P.; Bielecki, A.; Zax, D.; Zilm, K.; Pines, A. (May 30, 1983). "Zero-Field Nuclear Magnetic Resonance". Phys. Rev. Lett. 50: 1807. doi:10.1103/PhysRevLett.50.1807.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]