Исследователи из IBM Research в сотрудничестве с Центром исследования наноструктур Стендфордского университета продемонстрировали магниторезонансный томограф (magnetic resonance imaging, MRI) с разрешением, превышающим характеристики типичных устройств этого класса в сотни миллионов раз. Появление столь мощного инструмента для исследования наномира может способствовать прогрессу во множестве областей, включая исследование строения и взаимодействия белков, бактерий, вирусов и прочих биологических объектов, а также построение электронных схем, действующих на уровне единичных атомов.

В основе достигнутого прорыва – технология, получившая название магниторезонансной силовой микроскопии (magnetic resonance force microscopy, MRFM), и основанная на обнаружении ультрамалых магнитных сил. Кроме высокого разрешения, данная техника визуализации имеет и другие преимущества, такие как способность «заглядывать под поверхность» и, в отличие от электронной микроскопии, не разрушать при исследовании чувствительные биологические материалы. В ходе демонстрации был визуализирован вирус табачной мозаики, имеющий размер 18 нм, при этом разрешающая способность установки составила 4 нм.

Принцип действия представленного устройства отличается от обычных магниторезонансных томографов с градиентными и отображающими катушками. Вместо этого в нем используется технология MRFM, позволяющая обнаружить слабые магнитные силы в исследуемом образце, размещенном на микроскопической консоли, представляющей собой осколок кремния в форме трамплина. С помощью лазерной интерферометрии отслеживаются движения консоли, слегка вибрирующей из-за взаимодействия магнитных спинов входящих в состав образца атомов водорода с расположенной рядом наноскопической магнитной направляющей. Сканирование вибраций происходит в трех измерениях, что дает возможность трехмерной визуализации исследуемого образца после соответствующей обработки получаемых данных. IBM отметила, что сегодняшний прорыв стал результатом десятилетних исследований компании в области MRI.