Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Nükleer manyetik rezonans (NMR) atom çekirdeklerinin manyetik özelliklerine bağlı bir fiziksel olgudur. Tek sayılı nükleon içeren tüm çekirdekler ve çift sayılı olan bazı diğer çekirdeklerin bir manyetik momenti vardır. En yaygın kullanılan çekirdekler hidrojen-1 ve karbon-13'tür, ancak çoğu başka elementin de bazı izotopları da gözlemlenebilir. NMR, bir manyetik çekirdeği incelemek için onun manyetik momentini dışarıdan uygulanan kuvvetli bir manyetik alan ile aynı doğrultuya sokar, sonra momentlerin yönlenmesi bir elektromanyetik dalganın etkisiyle bozulur.
Manyetik alan tarafından yönlendirilmiş olan çekirdeğin momenti yer alabileceği iki enerji seviyesı vardır, biri manyetik alanla aynı yönde olan düşük enerjili bir seviye, öbürü manyetik alana ters yönde olan, yüksek enerjili bir seviye. Bu iki seviye arasındaki enerji farkına karşılık gelen frekansta bir foton soğurulursa moment bir an için yön değiştirir, dolayısıyla o frekansta bir rezonans gözlemlenir.
Bu rezonans, nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve manyetik rezonans görüntülemede kullanılır. NMR spektroskopisi bir molekül hakkında fiziksel, kimyasal ve yapısal bilgi edinmek için kullanılan başlıca tekniklerden biridir. Biyolojik moleküllerin çözelti içinde üç boyutlu yapıları hakkında ayrıntılı bilgi veren tek yöntemdir. Ayrıca, nükleer manyetik rezonans, basit kuantum bilgisayarlar oluşturmak için kullanılan tekniklerden biridir.
Terimde kullanılan "nükleer" sözcüğü atomun çekirdeğine değinmektedir, radyoaktivite ile hiçbir ilgisi yoktur.
Tarihçe
Alman fizikçiler Otto Stern ve Walther Gerlach, 1922 yılında gümüş buharıyla yaptıkları deneyde atomların manyetik alanda saptırıldıklarını gösterdiler. Bu deney daha sonradan Stern-Gerlach Deneyi olarak anılmış ve kuantum fiziğinin temellerinden kabul edilmiştir. Deney sonucu gerek elektron ve proton gibi parçacıkların gerekse bazı atomların içsel manyetik momente sahip oldukları gösterilmiş oldu. Yani bir başka deyişle bu parçacıklar küçük birer mıknatıs gibi davranıyorlardı. Deney üzerindeki - gümüş atomları kullanılmasından kaynaklanan - ufak çaplı şüpheler, 1927 yılında T.E. Phipps ve J.B. Taylor’un deney sonuçlarını hidrojen atomları kullanarak tekrar elde edebilmesiyle dağılmış oldu Stern bu deney sayesinde 1943 Nobel Fizik Ödülü’nün sahibi oldu. Gerlach ise Nazi Almanyası’yla işbirliği yaptığı gerekçesiyle bu ödülden mahrum bırakıldı.
Manyetik momenti olan bir parçacık, manyetik alan içerisine bırakıldığı takdirde alan yönünde hizalanma eğilimindedir. Manyetik alana dik, kuvvetli ikinci bir manyetik alanın kısa bir süreliğine açılıp kapatıldığını düşünelim. Manyetik moment iki alanın bileşeni yönüne dönecek, ikinci alan kapatıldıktan sonra ise sabit olan ilk alan yönüne geri gelmeye çalışacaktır. Ancak bu geri gelme doğrudan değil ama presesyon denilen sabit manyetik alan etrafında döne döne olacaktır. Presesyon hareketi tıpkı bir topacın dönme ekseninden hafifçe saptırılıp bırakıldığında eksen etrafında dolanması gibidir. Zaten manyetik moment tabiri de dönme momentine izafeten ortaya atılmıştır. Topaç örneğinde görülen dönme momenti etrafındaki presesyon hareketinin, belli periyoda sahip olduğu – sözgelimi dakikada bir tur gibi - gözlemlenecektir. Bu periyod ya da diğer bir deyişle dönme sıklığı (frekansı) topacın şekli ve yerçekimi ivmesi – dolayısıyla topacın ağırlığına – bağlı bir sabittir. Manyetik momentin manyetik alan etrafındaki presesyonu da tıpkı böyle belli bir frekansa sahiptir. Bu frekansa Larmor frekansı denmektedir. Larmor frekansı manyetik alanın şiddetiyle doğru orantılıdır. Orantı sabiti manyetojirik oran (γ) olarak tanımlanmaktadır. Yani Larmor frekansı ile manyetik alan şiddeti (Bo) arasındaki ilişki şöyledir: ω= γBo
Manyetojirik oran ve manyetik alan şiddetine bağlı olan Larmor frekansı sistemin manyetik rezonans frekansıdır. Bunun nedenle manyetik momentleri saptırmak için asıl manyetik alana eşdeğer ikinci bir manyetik alan değil, rezonans frekansa sahip çok zayıf bir radyo frekans sinyali dahi manyetik momentleri saptırmaya yetmektedir. Rezonans frekansa denk gelen herhangi radyo frekans sinyali (RF) derhal soğrulmaktadır. Örneğin proton için 2 Tesla civarında bir manyetik alan için rezonansı 20 MHz’lik bir RF dalgası sağlamaktadır.
NMR’ı 1938 yılında kimyasal maddelerin ayrıştırılmasında kullanarak bilim dünyasına kazandıran Amerikalı fizikçi Isidor Isaac Rabi olmuştur. Rabi bu çalışmalarından ötürü 1944 yılında Fizik Dalında Nobel Ödülüne layık bulunmuştur. Daha sonra Nükleer manyetik rezonans 1946'da Felix Bloch ve Edward Mills Purcell tarafından birbirlerinden bağımsız olarak keşfedilmiş ve bu keşifleri için ikisi 1952 Nobel Fizik Ödülü'nü paylaşmışlardır.
Rezonans frekansının manyetik alan şiddetiyle doğru orantılı olması NMR tekniğinin tıbbî görüntülemede kullanılmasının anahtarıdır. Tekdüze olmayan bir manyetik alana konulan bir numunenin farklı bölgeleri farklı rezonans frekansına sahip olacaktır. 1950 yılında Herman Carr tek eksende monoton değişen manyetik alan kullanarak bir boyutlu manyetik rezonans görüntülemeyi başarmıştır. 1973 yılında Paul Lauterbur, karmaşık bir radyo frekans darbe düzeni ve manyetik alanı ana eksenden anlık olarak hafifçe saptıran manyetik gradyan darbeler kullanarak Nükleer Manyetik Rezonans Görüntülemeyi başarmıştır. O tarihten itibaren tıp alanında kullanılmaya başlayan bu görüntüleme tekniği, nükleer kelimesinin yanlış çağrışımlarından dolayı olacak yalnızca “Manyetik Rezonans Görüntüleme” ya da yaygın şekliyle kısaca MR diye anılmaya başlanmıştır. İngilizcede ise “Magnetic Resonance Imaging” ya da MRI şeklinde anılmaktadır. Lauterbur tıp tarihini değiştiren buluşundan tam otuz yıl sonra 2003’te Sir Peter Mansfield ile birlikte Tıp Alanında Nobel ödülüne layık görülmüştür. Bu ödül aynı dönemlerde MR üzerinde benzer çalışmaları bulunan ve kendisinin de bu ödülü paylaşması gerektiği düşünülen Ermeni asıllı Amerikalı fizikçi Raymond Vahan Damadian'ın (Damatyan) sert eleştirilerinin hedefi olmuştur.
Kaynakça
- ^ Gerlach, W.; Stern, O. (1922). "Das magnetische Moment des Silberatoms". Zeitschrift für Physik
- ^ Phipps, T.E.; Taylor, J.B. (1927). "The Magnetic Moment of the Hydrogen Atom". Physical Review 29 (2): 309–320.
- ^ Carr, Herman Y. (July 2004). "Field Gradients in Early MRI". Physics Today (American Institute of Physics) 57 (7)
- ^ Lauterbur PC (1973). "Image Formation by Induced Local Interactions: Examples of Employing Nuclear Magnetic Resonance". Nature 242 (5394): 190–191.
- ^ "Does Dr. Raymond Damadian Deserve the Nobel Prize for Medicine?". The Armenian Reporter. 2003-11-08. Retrieved 2007-08-05
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Nukleer manyetik rezonans NMR atom cekirdeklerinin manyetik ozelliklerine bagli bir fiziksel olgudur Tek sayili nukleon iceren tum cekirdekler ve cift sayili olan bazi diger cekirdeklerin bir manyetik momenti vardir En yaygin kullanilan cekirdekler hidrojen 1 ve karbon 13 tur ancak cogu baska elementin de bazi izotoplari da gozlemlenebilir NMR bir manyetik cekirdegi incelemek icin onun manyetik momentini disaridan uygulanan kuvvetli bir manyetik alan ile ayni dogrultuya sokar sonra momentlerin yonlenmesi bir elektromanyetik dalganin etkisiyle bozulur Bir NMR spektrometresi 900MHz 21 2 Tesla Manyetik alan tarafindan yonlendirilmis olan cekirdegin momenti yer alabilecegi iki enerji seviyesi vardir biri manyetik alanla ayni yonde olan dusuk enerjili bir seviye oburu manyetik alana ters yonde olan yuksek enerjili bir seviye Bu iki seviye arasindaki enerji farkina karsilik gelen frekansta bir foton sogurulursa moment bir an icin yon degistirir dolayisiyla o frekansta bir rezonans gozlemlenir Bu rezonans nukleer manyetik rezonans spektroskopisi ve manyetik rezonans goruntulemede kullanilir NMR spektroskopisi bir molekul hakkinda fiziksel kimyasal ve yapisal bilgi edinmek icin kullanilan baslica tekniklerden biridir Biyolojik molekullerin cozelti icinde uc boyutlu yapilari hakkinda ayrintili bilgi veren tek yontemdir Ayrica nukleer manyetik rezonans basit kuantum bilgisayarlar olusturmak icin kullanilan tekniklerden biridir Terimde kullanilan nukleer sozcugu atomun cekirdegine deginmektedir radyoaktivite ile hicbir ilgisi yoktur TarihceAlman fizikciler Otto Stern ve Walther Gerlach 1922 yilinda gumus buhariyla yaptiklari deneyde atomlarin manyetik alanda saptirildiklarini gosterdiler Bu deney daha sonradan Stern Gerlach Deneyi olarak anilmis ve kuantum fiziginin temellerinden kabul edilmistir Deney sonucu gerek elektron ve proton gibi parcaciklarin gerekse bazi atomlarin icsel manyetik momente sahip olduklari gosterilmis oldu Yani bir baska deyisle bu parcaciklar kucuk birer miknatis gibi davraniyorlardi Deney uzerindeki gumus atomlari kullanilmasindan kaynaklanan ufak capli supheler 1927 yilinda T E Phipps ve J B Taylor un deney sonuclarini hidrojen atomlari kullanarak tekrar elde edebilmesiyle dagilmis oldu Stern bu deney sayesinde 1943 Nobel Fizik Odulu nun sahibi oldu Gerlach ise Nazi Almanyasi yla isbirligi yaptigi gerekcesiyle bu odulden mahrum birakildi Manyetik momenti olan bir parcacik manyetik alan icerisine birakildigi takdirde alan yonunde hizalanma egilimindedir Manyetik alana dik kuvvetli ikinci bir manyetik alanin kisa bir sureligine acilip kapatildigini dusunelim Manyetik moment iki alanin bileseni yonune donecek ikinci alan kapatildiktan sonra ise sabit olan ilk alan yonune geri gelmeye calisacaktir Ancak bu geri gelme dogrudan degil ama presesyon denilen sabit manyetik alan etrafinda done done olacaktir Presesyon hareketi tipki bir topacin donme ekseninden hafifce saptirilip birakildiginda eksen etrafinda dolanmasi gibidir Zaten manyetik moment tabiri de donme momentine izafeten ortaya atilmistir Topac orneginde gorulen donme momenti etrafindaki presesyon hareketinin belli periyoda sahip oldugu sozgelimi dakikada bir tur gibi gozlemlenecektir Bu periyod ya da diger bir deyisle donme sikligi frekansi topacin sekli ve yercekimi ivmesi dolayisiyla topacin agirligina bagli bir sabittir Manyetik momentin manyetik alan etrafindaki presesyonu da tipki boyle belli bir frekansa sahiptir Bu frekansa Larmor frekansi denmektedir Larmor frekansi manyetik alanin siddetiyle dogru orantilidir Oranti sabiti manyetojirik oran g olarak tanimlanmaktadir Yani Larmor frekansi ile manyetik alan siddeti Bo arasindaki iliski soyledir w gBo Manyetojirik oran ve manyetik alan siddetine bagli olan Larmor frekansi sistemin manyetik rezonans frekansidir Bunun nedenle manyetik momentleri saptirmak icin asil manyetik alana esdeger ikinci bir manyetik alan degil rezonans frekansa sahip cok zayif bir radyo frekans sinyali dahi manyetik momentleri saptirmaya yetmektedir Rezonans frekansa denk gelen herhangi radyo frekans sinyali RF derhal sogrulmaktadir Ornegin proton icin 2 Tesla civarinda bir manyetik alan icin rezonansi 20 MHz lik bir RF dalgasi saglamaktadir NMR i 1938 yilinda kimyasal maddelerin ayristirilmasinda kullanarak bilim dunyasina kazandiran Amerikali fizikci Isidor Isaac Rabi olmustur Rabi bu calismalarindan oturu 1944 yilinda Fizik Dalinda Nobel Odulune layik bulunmustur Daha sonra Nukleer manyetik rezonans 1946 da Felix Bloch ve Edward Mills Purcell tarafindan birbirlerinden bagimsiz olarak kesfedilmis ve bu kesifleri icin ikisi 1952 Nobel Fizik Odulu nu paylasmislardir Rezonans frekansinin manyetik alan siddetiyle dogru orantili olmasi NMR tekniginin tibbi goruntulemede kullanilmasinin anahtaridir Tekduze olmayan bir manyetik alana konulan bir numunenin farkli bolgeleri farkli rezonans frekansina sahip olacaktir 1950 yilinda Herman Carr tek eksende monoton degisen manyetik alan kullanarak bir boyutlu manyetik rezonans goruntulemeyi basarmistir 1973 yilinda Paul Lauterbur karmasik bir radyo frekans darbe duzeni ve manyetik alani ana eksenden anlik olarak hafifce saptiran manyetik gradyan darbeler kullanarak Nukleer Manyetik Rezonans Goruntulemeyi basarmistir O tarihten itibaren tip alaninda kullanilmaya baslayan bu goruntuleme teknigi nukleer kelimesinin yanlis cagrisimlarindan dolayi olacak yalnizca Manyetik Rezonans Goruntuleme ya da yaygin sekliyle kisaca MR diye anilmaya baslanmistir Ingilizcede ise Magnetic Resonance Imaging ya da MRI seklinde anilmaktadir Lauterbur tip tarihini degistiren bulusundan tam otuz yil sonra 2003 te Sir Peter Mansfield ile birlikte Tip Alaninda Nobel odulune layik gorulmustur Bu odul ayni donemlerde MR uzerinde benzer calismalari bulunan ve kendisinin de bu odulu paylasmasi gerektigi dusunulen Ermeni asilli Amerikali fizikci Raymond Vahan Damadian in Damatyan sert elestirilerinin hedefi olmustur Kaynakca Gerlach W Stern O 1922 Das magnetische Moment des Silberatoms Zeitschrift fur Physik Phipps T E Taylor J B 1927 The Magnetic Moment of the Hydrogen Atom Physical Review 29 2 309 320 Carr Herman Y July 2004 Field Gradients in Early MRI Physics Today American Institute of Physics 57 7 Lauterbur PC 1973 Image Formation by Induced Local Interactions Examples of Employing Nuclear Magnetic Resonance Nature 242 5394 190 191 Does Dr Raymond Damadian Deserve the Nobel Prize for Medicine The Armenian Reporter 2003 11 08 Retrieved 2007 08 05