Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 81)

Kính hiển vi quét chui hầm

Các tính chất dạng sóng của electron có thể dùng để ghi ảnh các vật ở cấp độ nhỏ hơn nhiều so với ánh sáng khả kiến có thể làm được. Kính hiển vi quét chui hầm tiến xa thêm một bước nữa, nó khai thác sự chui hầm lượng tử. Nó giữ một vai trò then chốt trong nghiên cứu y khoa học và sản xuất vi mạch, cùng vô số những ứng dụng khác.

Kính hiển vi quét chui hầm về cơ bản giống một cái máy hát đĩa với một cái kim cực nhọn, đầu kim là một đơn nguyên tử được mang đến gần sát mẫu vật, cách mẫu khoảng bằng bề rộng của một nguyên tử. Sau đó thiết lập một điện áp làm kích thích các electron trên bề mặt mẫu, làm một số electron chui hầm lượng tử xuyên khoảng cách giữa bề mặt mẫu và đầu kim và gây ra cái gọi là ‘dòng điện chui hầm’. Sau đó đầu kim quét trên bề mặt mẫu, di chuyển lên xuống tương ứng với đường bao của nó để đảm bảo dòng điện chui hầm giữ không đổi. Bằng cách ghi lại chuyển động lên xuống của đầu kim, kính hiển vi xây dựng nên hình ảnh bề mặt mẫu ở cấp độ nguyên tử.

Kính hiển vi quét chui hầm

Chụp ảnh cộng hưởng từ

Nếu bạn từng đến bệnh viện để chụp quét ảnh cộng hưởng từ (MRI), thì bạn đã trải nghiệm vật lí lượng tử ứng dụng hoạt động trên cơ thể của riêng mình. MRI khai thác thực tế rằng các proton bên trong các nguyên tử hydrogen bên trong nước và chất béo của cơ thể bạn có một spin lượng tử hóa “hướng” theo một trong hai chiều, mỗi chiều có năng lượng hơi lệch đi một chút. Trong một lần quét MRI, cơ thể bạn di chuyển qua một buồng ngắn hình trụ tác dụng một từ trường mạnh. Từ trường làm thẳng hàng phần lớn spin proton theo chiều của trường, còn những spin có năng lượng cao hơn được sắp thẳng theo chiều ngược lại.

Sau đó, một từ trường tần số vô tuyến biến thiên nhanh được thiết lập, các proton có năng lượng spin thấp hơn hấp thụ trường này, làm cho spin của chúng “lật” sang trạng thái cao hơn. Khi từ trường bị ngắt, các proton trở lại trạng thái năng lượng thấp của chúng và phát ra các sóng vô tuyến được máy quét phát hiện. Các proton trong các mô khác nhau trở lại trạng thái năng lượng thấp của chúng ở tốc độ khác nhau, cho phép bác sĩ phân biệt rõ giữa các cơ quan và theo dõi sức khỏe của chúng.

Chụp ảnh cộng hưởng từ

Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Màu nào xuất hiện đầu tiên trong vũ trụ?
24/10/2019
Vũ trụ đắm chìm trong một biển ánh sáng, từ ánh bập bùng màu trắng-xanh của các sao trẻ đến ánh le lói màu đỏ đậm của
Kỉ lục mới về gia tốc electron: Từ zero lên 7,8 GeV trên 8 inch
23/10/2019
Để tìm hiểu bản chất của vũ trụ, các nhà khoa học phải chế tạo các máy va chạm hạt làm gia tốc electron và hạt phản
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 56)
22/10/2019
Định luật Bode về khoảng cách hành tinh 1766 Johann Elert Bode (1747–1826), Johann Daniel Titius (1729–1796) Định luật Bode, còn gọi
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 55)
22/10/2019
Hiệu ứng giọt đen 1761 Torbern Olof Bergman (1735-1784), James Cook (1728-1779) Albert Einstein từng nói rằng điều khó hiểu nhất ở
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 28)
22/10/2019
HAI CÁCH ĐỂ SỐ HOÁ TÂM TRÍ Thực ra có hai phương án tiếp cận riêng biệt để số hóa bộ não con người. Đầu tiên là Dự
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 27)
22/10/2019
MỘT QUAN ĐIỂM KHÁC VỀ SỰ BẤT TỬ Adaline có thể hối hận về món quà bất tử, và có lẽ cô ấy không đơn độc, nhưng
Thời gian là gì? (Phần 2)
21/10/2019
Vậy thì hãy nói đi: Thời gian là gì? Hãy nói một chút về lũ chồn sương. Để nắm rõ hơn cách các nhà vật lí nghĩ về
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 86)
16/10/2019
Chất siêu chảy Khi những chất lỏng nhất định, ví dụ helium lỏng, khi được làm lạnh xuống chỉ bằng vài độ trên không

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com