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Dec 31, 2023

초전도 자석 없이 NMR에 들어가기

양자역학의 신비를 탐구하는 것은 분명히 다음과 같은 노력처럼 보입니다.

양자역학의 신비를 탐구하는 것은 분명히 막대한 양의 보조금과 함께 방 크기의 장비와 전자 랙이 필요한 노력처럼 보입니다. 그리고 그것이 일반적으로 사실이지만, 이 단순한 핵자기공명 분광기가 충분히 보여주듯이 훨씬 더 적당한 예산으로 성취할 수 있는 일이 꽤 많습니다.

가장 먼저 해야 할 일: "NMR"의 "자기 공명" 부분이 자기 공명 영상과 어떤 관계가 있습니까? 실제로 자기장에 핵을 배열하고 전자기장으로 교란시키며 핵이 원래의 스핀 상태로 되돌아갈 때 결과적인 RF 신호를 수신하는 기술이 두 기술의 핵심이기 때문에 그렇습니다. 그리고 분석 화학 실험실에서 사용되는 MRI 스캐너와 대형 NMR 분광계는 모두 매우 강력한 자기장을 사용하지만 [Andy Nicol]은 지구 자기장도 NMR에 사용될 수 있음을 보여줍니다.

[Andy]의 NMR 설정은 이보다 더 간단할 수 없습니다. 이는 40mm PVC 튜브에 감긴 에나멜 구리선 코일과 스위치와 커패시터 몇 개만 있는 간단한 제어 상자로 구성됩니다. 유일하게 멋진 부분은 USB 오디오 인터페이스인데, 이는 지구의 극도로 약한 자기장에서 수소 원자가 세차할 때 생성되는 2kHz 신호를 증폭하고 디지털화하는 데 사용됩니다. 모든 철 금속 부품을 제거한 삼각대도 편리합니다. 이 설정은 간섭 자기장이 최소화될 수 있는 실외에 있어야 하기 때문입니다. 사용 시 코일은 LiPo 배터리로 약 10초간 충전된 후 USB 앰프의 입력으로 빠르게 전환됩니다. 결과 공진 신호는 SDR#의 워터폴 디스플레이를 사용하여 시각화됩니다.

[Andy]는 그의 훌륭한 글에 커패시터로 코일을 조정하고, 잡음을 최소화하고, 국부 자기장의 강도를 기반으로 예상되는 정확한 공진 주파수를 추정하는 등 유용한 팁을 많이 포함하고 있습니다. 이는 훌륭한 프로젝트이며 NMR의 작동 방식에 대한 좋은 설명입니다. MRI 스캐너만큼 시끄럽지도 않습니다.