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在医院的核磁共振成像（MRI）扫描室，人们总会看到“留神强磁场”的警示牌，医务人员也会重复叮咛“请取下身上的一切金属物及磁卡等物品”。许多人会猎奇，其间的科学缘由是什么？答案就藏在微观国际最根本的一个特性——量子自旋之中。
咱们日子的国际由原子构成，而原子里的微观粒子都有量子自旋这一内禀特点。所谓内禀特点，指的是粒子的根本性质，像质量和电荷相同。比如说电子、光子或许中子，它们的质量、电荷和量子自旋都有确认的值，改变了就不是电子、光子或许中子了。因而，量子自旋并非经典意义上的实践旋转。
而MRI的原理，便是勘探人体内部氢核的量子自旋状况。人体约70%是水分，每个水分子含有两个氢原子，因而咱们体内蕴含着很多的氢核自旋信号。经过一系列剖析这些氢核自旋状况的散布和改变，可以复原出人体安排的明晰印象，为疾病诊断供给科学依据。
但是，人体中氢核的自旋信号极端弱小，要捕捉到它们，离不开强磁场的协助。传统核磁共振成像仪上的圆形设备其实便是一个超导磁体，它供给了一个远超地球磁场的强磁场（相当于地球磁场的数万倍）。在强磁场环境下，氢核的量子自旋就像是被“定了向”，本来乱七八糟的自旋状况变得有序摆放，仪器就能精确捕捉到它们的“踪影”。
金属是强磁场的“密切同伴”，也是自旋信号的搅扰源。金属在强磁场中会被激烈磁化，轻则发生位移、轰动，影响氢核自旋信号的收集，导致成像含糊失真，重则在强壮的磁场力效果下，会高速飞向磁体，不只会损坏仪器设备，有或许撞击到人体，形成意外损伤。此外，心脏起搏器、金属支架等体内植入物，还会因强磁场搅扰失掉正常功用，带来很大风险。
莫非身体有金属植入物的人，就永久无法做核磁共振查看了吗？咱们有没有或许在无磁场条件下完成对人体的核磁共振查看呢？
国内外许多研讨团队都对此展开了探究。现在，中国科学技能大学的研讨团队已成功研宣布零磁场核磁共振谱仪，该设备的首要器材为原子自旋磁力计，它可以在无磁场环境下完成对物质内部量子自旋状况的勘探。
零磁场核磁共振谱仪已能做到对金属容器内的水成像，以及对人体手指和人脑的开始成像。这在某种程度上预示着体内有金属植入物的人未来有或许顺利完成核磁共振查看。虽然现阶段该技能成像的明晰程度还远不如传统的核磁共振成像技能，但其具有本钱低、无辐射等优势，将大幅度下降医疗本钱。
量子自旋这一看似悠远的物理概念，其实早已融入咱们的日常日子。信任随对量子自旋研讨的不断深入，未来还会出现更多新的技能打破，看护咱们的健康。
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