Физики разработали метод изучения магнитных свойств отдельных молекул, использовав для этого в качестве детектора алмазы с особым дефектом в кристаллической решетке. Две независимые группы исследователей опубликовали свои статьи в выпуске Science за 31 января 2012 года. Работам посвящена редакционная заметка издания, а краткое описание методов можно прочитать в NatureNews.

Метод, разработанный авторами, напоминает магнитно-резонансную томографию, уменьшенную до размеров индивидуальных молекул. Как и в случае с МРТ, ученые измеряют поведение магнитных спинов ядер, помещая их в постоянное магнитное поле. В таких условиях магнитные моменты ядер ориентируются в одном направлении. Если вещество при этом облучить электромагнитной волной, то спины временно отклонятся от «генерального направления», а затем вновь вернутся к нему, испустив характерный радиосигнал. Именно эти радиосигналы, которые несут много информации о химии образца, записывают в аппаратах МРТ и ЯМР специальные детекторы.

Сложность с радикальной миниатюризацией метода заключается в том, что размеры детекторов должны примерно соответствовать размерам образца. Это означает, что для изучения, например, белковых комплексов, нужен детектор размером не более 10 нанометров. Самые маленькие магнитные катушки для таких целей не подходят.







Поверхность алмаза с дефектами (черные точки)