Edward Mills Purcell
| Edward Mills Purcell | |
 | |
| Rođenje | 30. kolovoza 1912. Taylorville (Illinois), SAD |
|---|---|
| Smrt | 7. ožujka 1997. Cambridge, Massachusetts, SAD |
| Državljanstvo | Amerikanac |
| Polje | Fizika |
| Institucija | Harvardovo sveučilište u Cambridgeu Massachusettski institut za tehnologiju (MIT) |
| Alma mater | Sveučilište Purdue u West Lafayette, Indiana Harvardovo sveučilište u Cambridgeu |
| Akademski mentor | Werner Heisenberg |
| Poznat po | Nuklearna magnetska rezonancija |
| Istaknute nagrade | Nobelova nagrada za fiziku (1952.) |
| Portal o životopisima | |
Edward Mills Purcell (Taylorville (Illinois), 30. kolovoza 1912. – Cambridge, 7. ožujka 1997.), američki fizičar. Profesor na Harvardovu sveučilištu od 1949. Razvio metodu mjerenja rezonantne apsorpcije magnetizma jezgre (Purcellova metoda). U spektru Mliječne staze otkrio je 1951., zajedno s američkim astronomima Haroldom Irvingom Ewenom i Gartom Westerhontom, linije zračenja atomskoga vodika u području ultrakratkih valova (21 cm). Dobitnik je Nobelove nagrade za fiziku (1952.) za otkriće novih metoda mjerenja magnetizma atomske jezgre (zajedno s F. Blochom).[1]
Podrobniji članak o temi: Nuklearna magnetska rezonancija
Nuklearna magnetska rezonancija ili NMR je apsorpcija radiofrekvencijskoga zračenja pri prijelazu između kvantnih stanja atomskih jezgri neke tvari koja se nalazi u jakom magnetskom polju. Atomske jezgre mnogih elemenata imaju kutni moment nazvan spin (engl. spin: vrtnja), koji se pojednostavnjeno može shvatiti kao vrtnja jezgre oko vlastite osi. Tomu je spinu pridružen magnetski moment jezgre. U homogenom magnetskom polju os vrtnje jezgre otklonit će se pod nekim kutom s obzirom na smjer polja, pa će se jezgra ujedno okretati (precesirati) oko osi magnetskoga polja. U skladu sa zakonima kvantne mehanike, dopuštene su samo neke orijentacije u magnetskom polju. U najjednostavnijem slučaju, za atomske jezgre sa spinom ½ (atomske jezgre vodika, ugljika, fluora, fosfora), jedine su dvije moguće orijentacije spinskih kvantnih stanja paralelna i antiparalelna orijentacija s obzirom na smjer magnetskoga polja. Ako se zatim na precesirajuću jezgru primijeni rastuće radiofrekvencijsko zračenje, jezgra će apsorbirati zračenje onda kada frekvencija zračenja postane jednaka frekvenciji precesije jezgre, te će jezgra pritom prijeći u višu energetsku razinu (antiparalelna orijentacija). Opisani proces apsorpcije zračenja naziva se magnetska rezonancija. Energija toga prijelaza ovisi o neposrednom kemijskom okruženju apsorbirajuće jezgre u molekuli, pa je to osnova primjene nuklearne magnetske rezonancije.
Posebno je važna magnetska rezonancija jezgri vodika (protona) i ugljikova izotopa 13C u organskim molekulama i biomolekulama. Zbog nedestruktivnosti i mogućnosti detekcije čak stotinjak različitih jezgri, nuklearna magnetska rezonancija se proširila iz fizike u kemiju, biokemiju, biologiju, medicinu i drugo, te je postala nezaobilaznom tehnikom za određivanje strukture tvari, ali i za proučavanja dinamike i svojstava molekula u kapljevitom i čvrstom stanju. Iznimno važno mjesto ima danas u medicinskoj dijagnostici (magnetska rezonancija). Nuklearna magnetska rezonancija se rabi i u primijenjenim istraživanjima, na primjer u poljoprivredi za utvrđivanje vlažnosti i sastava žitarica, praćenje štetnih tvari u tlu i drugo, u kemijskoj industriji za određivanje čistoće i sastava proizvoda reakcija, otapala, eksploziva, boja, u prehrambenoj industriji za kontrolu masnoća, praćenje procesa zamrzavanja, određivanje autentičnosti vina, maslinova ulja, za atestiranje mlijeka, čokolade i slično.[2]
Nuklearna magnetska rezonancija je spektroskopska metoda koja se vrlo intenzivno koristi u kemiji, a posebno u organskoj kemiji. Služi za određivanje molekulskih struktura organskih spojeva.