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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

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

Đọc nhiều trong tháng



Bài viết chuyên đề

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