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Dec 31, 2023

Introducción a la RMN sin el imán superconductor

Explorar los misterios de la mecánica cuántica seguramente parece un esfuerzo que

Explorar los misterios de la mecánica cuántica seguramente parece un esfuerzo que requiere equipos del tamaño de una habitación y estantes de productos electrónicos, junto con grandes cantidades de dinero de subvenciones, para lograrlo. Y si bien eso es generalmente cierto, hay muchas cosas que se pueden lograr con un presupuesto considerablemente más modesto, como lo demuestra ampliamente este espectroscopio de resonancia magnética nuclear tan simple como parece.

Lo primero es lo primero: ¿La parte de "resonancia magnética" de "NMR" tiene alguna relación con la resonancia magnética? De hecho, lo hace, ya que la técnica de alinear núcleos en un campo magnético, perturbarlos con un campo electromagnético y recibir las señales de RF resultantes a medida que los núcleos vuelven a su estado de giro original se encuentra en el corazón de ambos. Y mientras que los escáneres de resonancia magnética y los grandes espectrómetros de RMN utilizados en los laboratorios de química analítica utilizan campos magnéticos extremadamente potentes, [Andy Nicol] nos muestra que incluso el campo magnético de la Tierra se puede utilizar para la RMN.

La configuración de RMN de [Andy] no podría ser más sencilla. Consiste en una bobina de alambre de cobre esmaltado enrollado en un tubo de PVC de 40 mm y una caja de control simple con nada más que un interruptor y un par de condensadores. Lo único elegante es una interfaz de audio USB, que se utiliza para amplificar y digitalizar la señal de 2 kHz generada por los átomos de hidrógeno cuando precesan en el campo magnético extremadamente débil de la Tierra. Un trípode despojado de todas las partes de metal ferroso también es útil, ya que esta configuración debe estar al aire libre donde se puedan minimizar los campos magnéticos que interfieren. En uso, la bobina se carga con una batería LiPo durante unos 10 segundos antes de cambiar rápidamente a la entrada del amplificador USB. La señal de resonancia resultante se visualiza usando la pantalla de cascada en SDR#.

[Andy] incluye muchos consejos útiles en su excelente artículo, como ajustar la bobina con condensadores, minimizar el ruido y estimar la frecuencia de resonancia exacta esperada en función de la fuerza del campo magnético local. Es un gran proyecto y una buena explicación de cómo funciona la RMN. Y no es tan ruidoso como un escáner de resonancia magnética.