در تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (ام. آر. آی) تراکم چرخش‌های اتمی که همان خصیصه‌های الکترومغناطیسی الکترون‌ها و پروتون‌ها در داخل بدن انسان است، اندازه گرفته می‌شود. اکنون محققان در یک دستاورد جدید که جزئیات آن در مجله Nature Physics منتشر شده است، موفق شدند چرخش تک اتم‌های منفرد را نیز اندازه بگیرند. آنها با استفاده از این دستاورد موفق شدند که از اتم‌های منفرد یک نمونه ام. آر . آی بگیرند.
محققان برای تصویربرداری از یک اتم منفرد، فناوری ام. آر. آی را با یک میکروسکوپ تونلی روبشی ترکیب کردند. میکروسکوپ تونلی روبشی( STM:Scanning tunneling microscope) گونه‌ای میکروسکوپ پراب روبشی است که براساس روبش سطح رسانا به‌وسیلهٔ نوک بسیار باریک (در حد چند نانومتر) و تغییر در میزان جریان عبوری برحسب فاصله کار می‌کند. با این میکروسکوپ می‌توان نحوه آرایش اتم‌ها را در سطح شبکه به تصویر کشید. به عبارت دیگر تصویر ایجاد شده نشان دهنده آرایش فضایی نوار رسانش فلز یا نیمه هادی است.
میکروسکوپ تونلی روبشی حاوی یک نوک فلزی تیز است که به محققان اجازه می‌دهد با اسکن این نوک در سراسر سطح نمونه از اتم‌های منفرد تصویر بگیرد و آنها را بررسی کنند. دو عنصری که در این آزمایش مورد بررسی قرار گرفت آهن و تیتانیوم بود که هر دو مغناطیس هستند. محققان با استفاده از نوک فلزی تیز میکروسکوپ بطور خودکار مجموعه‌ای از اتم‌ها را جدا کردند و موفق شدند یک نقشه سه بعدی از حوزه‌های مغناطیسی اتم‌ها با روزولوشن بی‌سابقه بالا تهیه کنند.
سپس محققان دسته دیگری از اتم‌های در حال چرخش را به نوک این میکروسکوپ متصل کردند و آن را از روی این نمونه اتمی عبور دادند. زمانی‌که دسته اتمی متصل به نوک میکروسکوپ از یک سر نمونه به سر دیگر آن عبور داده می‌شد، اتم‌های در حال چرخش همانند مغناطیس یکدیگر را جذب و دفع می‌کردند. محققان با تصویربرداری از این تعامل مغناطیسی توانستند از اتم‌های منفرد ام. آر. آی بگیرند.
محققان می‌گویند این فناوری جدید ام. آر. آی میکروسکوپی می‌تواند به ابداع نانومواد و داروهای جدید منجر شود. قابلیت تهیه نقشه از چرخش اتم‌ها و حوزه‌های مغناطیسی آنها با دقتی که پیش از این قابل تصور نبود، به محققان اجازه می‌دهد تا اطلاعات عمیق‌تری درباره ساختار ماده بدست آوردند و زمینه را برای ابداع حوزه‌های جدیدی برای تحقیقات پایه هموار سازند.
نظر شما