Магнитный резонанс — это как камертон, который звенит только на своей ноте. У каждой молекулы своя частота, и по ней можно узнать, что это за молекула и в каком она состоянии. Но раньше этот камертон слушали через толстую стену: сигнал получался размытым, и точную ноту было не разобрать.
Физики из Германии собрали прибор, который слушает молекулы при очень сильном магнитном поле — в 300 тысяч раз сильнее земного. Они использовали частоту 396 гигагерц, это в тысячи раз выше, чем у обычных микроволновок. В результате сигнал стал резким, как удар колокола, а не гул. Ширина линии — всего 210 миллиардных долей от частоты.
Чтобы проверить точность, учёные взяли молекулу из футбольного мяча — атом азота, запертый внутри углеродной клетки. Измерили её магнитный отклик и получили число с точностью до шестнадцати миллиардных долей. Раньше такие измерения давали погрешность в сто раз больше.
Теперь у физиков есть инструмент, который видит тончайшие детали магнитных свойств молекул. Это поможет в химии, биологии и медицине — везде, где нужно точно знать, как устроены молекулы.
Атом азота внутри углеродной сферы — как горошина в футбольном мяче. Такая молекула называется эндоэдральной и ведёт себя как крошечный магнит, который можно поймать в резонанс.