??1905年10月23日,費(fèi)利克斯·布洛赫(Felix Bloch)出生于瑞士蘇黎世。
他讀完中學(xué)后,夢(mèng)想著成為一名工程師,于是直接選擇蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)工程學(xué)專業(yè)就讀。
一年后,他決定轉(zhuǎn)學(xué)物理,通過薛定謂、德拜和韋爾等教授的課程,他逐漸迷戀上了量子力學(xué)。
1927年,他大學(xué)畢業(yè)后,在德拜的鼓勵(lì)下,他到德國菜比錫大學(xué)跟海森伯繼續(xù)研究,成為海森伯的第一個(gè)研究生。
1928年,他獲得博士學(xué)位。他的博士論文建立了固體的量子理論,用布洛赫波描述周期性晶格中的電子。
之后,他繼續(xù)在歐洲學(xué)術(shù)界工作,與泡利一起在蘇黎世從事超導(dǎo)研究;與海森伯共同研究鐵磁性,他發(fā)表了關(guān)于磁域邊界的描述,現(xiàn)在被稱為“Bloch wall”;與哥本哈根的玻爾一起,致力于帶電粒子的理論研究。
1932年,布洛赫回到萊比錫大學(xué)擔(dān)任講師。
1933年,希特勒上臺(tái)后不久,由于他是猶太人,他無奈選擇離開了德國,并回到蘇黎世。
1934年,他接受斯坦福大學(xué)的邀請(qǐng)并移民美國。
二戰(zhàn)結(jié)束后,布洛赫開始專注于核感應(yīng)和核磁共振的研究,這是MRI的基本原理。
1946年, 布洛赫提出了他的高精度測(cè)量核磁矩的方法:“核感應(yīng)”方法,其數(shù)學(xué)公式被稱為“布洛赫方程”。
布洛赫設(shè)想,在共振條件下,原子核的總磁矩與交變磁場(chǎng)成一有限的角度并繞恒定磁場(chǎng)做運(yùn)動(dòng)。
他把觀察到的信號(hào)看作是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這樣,原子核就變成了微型無線電發(fā)報(bào)機(jī),而布洛赫收到了它發(fā)射的信號(hào)。
由示波器屏幕上條紋的方向便可知道核的旋轉(zhuǎn)是順著磁場(chǎng)方向還是逆著磁場(chǎng)方向,進(jìn)而推算出核的磁矩。
布洛赫在實(shí)驗(yàn)室中
愛德華·米爾斯·珀塞爾(Edward Mills Purcell),美國物理學(xué)家,1912年8月30日出生于美國依利諾伊州的特落威爾城。
他先在依利諾伊州的馬頓公立學(xué)校受教育;1929年進(jìn)入印第安納州的普度大學(xué)電力工程系學(xué)習(xí)。
然而,珀塞爾對(duì)物理學(xué)有著極大的興趣。
大學(xué)畢業(yè)后,他被選為交流學(xué)生到德國的卡爾思魯恩高等工業(yè)學(xué)校留學(xué),在W.韋澤爾教授指導(dǎo)下學(xué)習(xí)。
一年后,他同國進(jìn)入哈佛大學(xué)攻讀博士學(xué)位;兩年后,珀塞爾成為該大學(xué)講師。
第二次世界大戰(zhàn)開始后,他來到麻省理工大學(xué)放射研究所進(jìn)行微被雷達(dá)開發(fā)研究。
珀塞爾對(duì)核磁共振研究是于1945年開始的。
珀塞爾認(rèn)為,氫原子中的質(zhì)子和電子,由于有自旋,其行為就像磁鐵。
在吸收或發(fā)射一定的能量時(shí),這兩個(gè)小磁體只能向某一確定的方向變化。
為了測(cè)量這些能量的轉(zhuǎn)移,珀塞爾將原子置于高頻線圈的中心,再將這一線圈置于一個(gè)磁鐵的強(qiáng)磁場(chǎng)中,這樣,強(qiáng)磁場(chǎng)使微小的核磁體整齊排列,然后,珀塞爾通過無線電波的作用改變它們的方向,使原子核隨著無線電波按節(jié)奏“跳舞”。
通過記錄允許原子吸收能量的無線電波的頻率,就找到了使原子核重新排列所需的能量,因此也就找到了核的磁矩。
珀塞爾(1912-1997)
雖然珀塞爾和布洛赫的實(shí)驗(yàn)方法不一樣,但是從物理意義上講,他們的想法是一致的。
費(fèi)利克斯·布洛赫和愛德華·米爾斯·珀塞爾因首先發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象及憑此所得的研究成果,分享了1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
核磁共振方法不僅在核物理研究中起著重要作用,而且在科學(xué)技術(shù)上也有著廣泛的應(yīng)用。
例如,核磁共振分析可以用來探測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)和各種相互作用;核磁共振人體成像有望成為診斷疾病的有力工具。
核磁共振技術(shù)在診斷醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
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