Qu'est-ce que la résonance magnétique nucléaire?

Tous les noyaux magnétiques possèdent une propriété appelée résonance magnétique nucléaire, ou RMN, lorsqu'elles se trouvent dans un champ magnétique, et lorsque certaines autres conditions sont remplies. Une gamme de différents types de technologie a été développée selon ces principes. Il s'agit notamment de divers types d'imagerie médicale et de spectroscopie.

Résonance magnétique nucléaire dépend du fait que lorsqu'une impulsion électromagnétique oscillante est appliquée aux noyaux dans un champ magnétique, les noyaux individuels absorbent l'énergie, puis relâchent cette énergie dans des modèles spécifiques. Le modèle d'absorption et de libération d'énergie dépend de la résistance du champ magnétique ainsi que de certaines autres variables. En examinant ces modèles, les physiciens sont capables d'étudier les propriétés mécaniques quantiques des noyaux atomiques. Les chimistes peuvent utiliser la technologie RMN pour explorer la composition chimique et structurelle des échantillons, et en médecine, la technologie de résonance magnétique nucléaire est la base d'un type d'équipement d'imagerie médicale souvent utilisément.

Toutes les technologies RMN s'appuient également sur une propriété appelée spin . Lors de la détermination de si un noyaux atomiques donné a un rotation, le nombre de nucléons dans l'atome est compté. Le nucléon est le nom collectif donné aux protons et aux neutrons. Si le nombre de protons et de neutrons dans un noyau est un nombre impair, la quantité de rotation du noyau est supérieure à zéro. Ce noyau pourrait donc posséder la propriété de spin. Tout noyau qui possède un spin peut être examiné en utilisant la technologie RMN.

Dans la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire, une machine appelée spectromètre à résonance magnétique nucléaire est utilisée pour obtenir des informations sur le type, le nombre et la disposition des noyaux dans un échantillon donné. L'analyse d'un spectre RMN par un chimiste, par exemple, peut fournir des informations sur les différents types de produits chimiques présents dans un échantillon, ainsi que la structure des différentes molécules présents. La spectroscopie RMN a, par exemple, contribué à comprendre comment les acides nucléiques et les protéines sont structurés et fournit également des indices sur le fonctionnement de ces molécules.

La base de l'imagerie par résonance magnétique nucléaire repose sur le fait que la fréquence de résonance des différentes molécules est proportionnelle à la force du champ magnétique qui leur est appliqué. Lorsqu'un échantillon est placé dans un champ magnétique oscillant, les fréquences de résonance des noyaux dans l'échantillon varient selon l'endroit où ils sont situés dans ce champ. Ces variations peuvent ensuite être utilisées pour construire une image de l'échantillon lui-même.

En médecine, cette technique est communément appelée imagerie par résonance magnétique, ou IRM. Cet équipement d'imagerie médicale utilise des champs magnétiques pour aligner les atomes d'hydrogène qui sont présents dans l'eau. Étant donné que le corps humain contient une grande partie de l'eau, l'alignement des atomes d'hydrogène de cette manière produit suffisamment d'informations pour construire une image duStructure interne du corps. La possession de spin est un concept important dans cette technologie. En effet, les atomes d'hydrogène, qui ont tourné, réagissent différemment aux champs magnétiques en fonction des autres types de molécules auxquels ils sont liés, et même des types de molécules dont ils sont positionnés près.

La technologie

RMN a de nombreuses autres applications théoriques et pratiques. Les industries du pétrole et du gaz naturel utilisent la technologie RMN pour aider à l'exploration de la roche terrestre pour localiser les dépôts de ces carburants. L'une des utilisations les plus importantes de la technologie RMN pour examiner les échantillons est qu'il se fait sans détruire l'échantillon. Cela signifie que les tests RMN peuvent être effectués sur des échantillons délicats ou dangereux avec un risque beaucoup réduit.