p Pesquisadores do Centro de Nanociência Quântica (QNS) do Instituto de Ciências Básicas (IBS) da Ewha Womans University fizeram um grande avanço científico ao realizar a menor imagem de ressonância magnética (MRI) do mundo. Em uma colaboração internacional com colegas dos EUA, Os cientistas do QNS usaram sua nova técnica para visualizar o campo magnético de átomos individuais. p As ressonâncias magnéticas são realizadas rotineiramente em hospitais como parte da imagem para diagnóstico. As ressonâncias magnéticas detectam a densidade dos spins - os ímãs fundamentais nos elétrons e prótons - no corpo humano. Tradicionalmente, bilhões de giros são necessários para uma varredura de ressonância magnética. As novas descobertas, publicado hoje no jornal Física da Natureza , mostre que este processo agora também é possível para um átomo individual em uma superfície. Para fazer isso, a equipe usou um microscópio de tunelamento de varredura, que consiste em uma ponta de metal atomicamente afiada que permite aos pesquisadores criar imagens e sondar átomos individuais ao escanear a ponta através da superfície.

p Os dois elementos que foram investigados neste trabalho, ferro e titânio, são ambos magnéticos. Por meio da preparação precisa da amostra, os átomos eram facilmente visíveis ao microscópio. Os pesquisadores então usaram a ponta do microscópio como uma máquina de ressonância magnética para mapear o campo magnético tridimensional criado pelos átomos com resolução sem precedentes. Para fazer isso, eles anexaram outro grupo de spin à ponta de metal afiada de seu microscópio. Semelhante aos ímãs do dia-a-dia, os dois spins atrairiam ou repeliriam um ao outro, dependendo de suas posições relativas. Ao varrer o cluster de spin de ponta sobre o átomo na superfície, os pesquisadores foram capazes de mapear a interação magnética. O autor principal, Dr. Philip Willke da QNS, diz:"Acontece que a interação magnética que medimos depende das propriedades de ambos os spins, o da ponta e o da amostra. Por exemplo, o sinal que vemos para átomos de ferro é muito diferente daquele para átomos de titânio. Isso nos permite distinguir diferentes tipos de átomos por sua assinatura de campo magnético, e torna nossa técnica muito poderosa. "

p Os pesquisadores planejam usar sua ressonância magnética de átomo único para mapear a distribuição de spin em estruturas mais complexas, como moléculas e materiais magnéticos. "Muitos fenômenos magnéticos ocorrem em nanoescala, incluindo a geração recente de dispositivos de armazenamento magnético, "diz o Dr. Yujeong Bae, também da QNS, um co-autor neste estudo. "Agora planejamos estudar uma variedade de sistemas usando nossa ressonância magnética microscópica." A capacidade de analisar a estrutura magnética em nanoescala pode ajudar os pesquisadores a desenvolver novos materiais e medicamentos. Além disso, a equipe de pesquisa quer usar este tipo de ressonância magnética para caracterizar e controlar sistemas quânticos. Estes são de grande interesse para futuros esquemas de computação, também conhecido como computação quântica.

p "Estou muito animado com esses resultados. É certamente um marco em nosso campo e tem implicações muito promissoras para pesquisas futuras." disse o Prof. Andreas Heinrich, Diretor da QNS. "A capacidade de mapear spins e seus campos magnéticos com uma precisão até então inimaginável nos permite obter um conhecimento mais profundo sobre a estrutura da matéria e abre novos campos de pesquisa básica."