Mri met ‘waterstofmagnetisme’ goedkoper en beter (wellicht)

Mri-apparaat

Mri-apparaten zijn duur en tamelijk ‘primitief’ (afb: WikiMedia Commons)

Kernspinmagnetische resonantie is een fenomeen dat tegenwoordig met groot succes in ziekenhuizen wordt toegepast in mri-apparaten. Je kunt er veel zaken mee ‘zien’ waar röntgenapparatuur niet voor geschikt is, maar kennelijk kunnen artsen niet buiten hun x-stralen. Een van de mindere kanten van mri is het (relatief) gebrekkige oplossende vermogen. Veel bij apparaten hangt van het vermogen: hoe meer vermogen hoe harder je rijdt, hoe scherpere plaatjes je krijgt, hoe hoger je springt en zo voort. Het maximum wordt bepaald door de techniek (of eigenlijk de natuurwetten). Het lijkt er op dat onderzoekers in Engeland de basis hebben gelegd voor een groter ‘vermogen’ van mri. Daarbij maken ze gebruik van het magnetisme van parawaterstof. Mri zou met parawaterstofmagnetisme veel beter en goedkoper kunnen worden. Lees verder

Sorteermachine voor atomen ontwikkeld

De atoomsorteerder van Andrea Alberti

Andrea Alberti (afb: univ. van Bonn)

Er worden wat barrières op de weg naar de verwezenlijking van de kwantumcomputer geslecht (maar die is er nog steeds niet). Nu hebben onderzoekers van de universiteit van Bonn (D) weer zo’n horde genomen, zeggen ze. Ze hebben ideeën ontvouwen hoe je snel en precies grote hoeveelheden atomen kunt sorteren. Best knap.  Lees verder

Diamanten toekomst voor NMR/MRI (?)

Kernspinmagnetische resonantie; NMR, MRI

Een fraai maar voor mij mysterieuze verbeelding (?) van kernspinmagnetische resonantie van het Pines-lab (afb: Pines-lab)

De NMR-techniek (in medische toepassing MRI genoemd) zou wel eens een grote stap vooruit kunnen maken door toepassing van diamanten. Het signaal en, neem ik het, het oplossend vermogen, van kernspinmagnetische resonantie bleek aanzienlijk vergroot te worden door de hyperpolarisering van 13C-kernen (een koolstofisotoop) in diamant bij het gebruik van microgolven, zo vonden onderzoekers van, onder meer, het Pines-lab in Berkeley (Cal). Die vondst zou toekomstige NMR- en MRI-machines wel eens een stuk nauwkeuriger kunnen maken, denken ze. Lees verder

Kwantumwereld nog ‘gestoorder’ dan gedacht

Hans Bethe (1996)

Hans Bethe in 1996. Hij voorspelde in 1931 al het gedrag van ‘verstoorde’ atomen (foto: Cornell-universiteit)

Kwantummechanica zal niet ophouden mij  te verbazen (en ik ben niet de enige). Ik geloof dat het de grote Deen Niels Bohr was die zei dat iemand die zei de kwantumwereld te begrijpen er niks van begrepen had. In het wetenschapsblad Nature staan twee artikelen, een van Amerikaanse en een van Europese origine, die weer nieuw ontdekte capriolen in de toch al vreemde kwantumwereld blootleggen: fotonen die elkaar aantrekken (het Amerikaanse onderzoek) en atomen die paarsgewijs ‘omkieperen’. Dan beginnen meteen de oogjes te glinsteren van de lieden die zich bezig houden met de ontwikkeling van de kwantumcomputer: weer wat ‘handgreepjes’ om met behulp van die malle kwantumwereld te rekenen en moeilijke problemen op te lossen.
Lees verder

Kwantumcomputer (weer) een stapje dichterbij

Er is volop activiteit op het gebied van kwantumcomputers, maar of die magische (en sterk overschatte) computer daarmee dichterbij komt, is nog maar de vraag. Nu weer kondigen onderzoekers van de Australische universiteit van New South Wales aan dat ze een werkende kwantumbit hebben gefabriceerd van een enkele atoomkern. Zo’n kern draait, linksom of rechtsom. Die zogeheten kernspin heeft dus twee posities (+ en – of 1 en 0). Dat lijkt op de ‘ouderwetse’ computer, met dat verschil dat de kwantumwereld een bijzonder vreemde is. In die wereld kan de spin én + én – zijn, de zogeheten superpositie.
Toch blijk je met die onzekerheid een ‘kwantumhardeschijf’ te kunnen bouwen (want daar gaat het hier eigenlijk om). Om die kwantumbit uit te lezen gebruikten de Australiërs kernspinresonatie; een techniek die al langer in gebruik is bij chemici, maar sinds de introductie in de medische techniek (MRI) ook bij de gewone aardbewoner bekend is. Met die techniek manipuleerden ze de afzonderlijke kwantumbits (fosforkernen) bedoeld om het opslaan van gegevens na te bootsen en het weer uitlezen van die gegevens. “We bereikten een uitleesbetrouwbaarheid van 99,8%”, stelt hoogleraar Andrew Dzurak. Die gerealiseerde nauwkeurigheid is even hoog als bij wat tot nu toe als de ideale kwantumbit wordt beschouwd: de ionval, een atoom in een elektromagnetische ‘val’ in een vacuümkamer, waarvoor in 2012 de Nobelprijs voor de natuurkunde werd uitgereikt.

Prof.Dzurak, student Jarryd Pla en Andrea Morello bij hun apparatuur

“Onze kwantumbit is even nauwkeurig als de ionvalqubit, maar je hebt geen vacuümkamer nodig en alles is te doen met de siliciumtechnologie zoals die nu gebruikelijk is”, zegt Dzuraks collega-onderzoeker Andrea Morello. Volgens de onderzoekers zou de gebruikte techniek volledig ongevoelig zijn voor verstoringen van buitenaf, een nogal hachelijk punt in de kwantumtechnologie.
De kernspinbits zijn vooral geschikt voor de opslag van gegevens, zo denken de onderzoekers. Voor het rekendeel van de kwantumcomputers komen kwantumbits die werken met de draaiing van elektronen (elektronspins) eerder in aanmerking, zo is hun verwachting. Eerder berichten de Australische onderzoekers, die samenwerken met de universiteit van Melbourne, over de ontwikkeling van een elektronspinkwantumbit. De Australische onderzoekers, die de kwantumbits in ‘eigen huis’ vervaardigen, werken aan de verbetering van de nauwkeurigheid door nog zuiverder silicium te gebruiken.
Dat is mooi, maar voorlopig is die kwantumcomputer er nog niet…

Bron: Eurekalert