論文の概要: Live magnetic observation of parahydrogen hyperpolarization dynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.10766v2
- Date: Wed, 22 May 2024 05:37:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-25 06:50:03.299756
- Title: Live magnetic observation of parahydrogen hyperpolarization dynamics
- Title（参考訳）: パラ水素超偏極ダイナミクスのライブ磁気観察
- Authors: James Eills, Morgan W. Mitchell, Irene Marco Rius, Michael C. D. Tayler,
- Abstract要約: 超偏極物質の状態は、典型的には間接的にのみ研究され、磁化の部分的に破壊される。
ここでは、過分極材料の複雑なダイナミクスをリアルタイムで検出するために、サブpT感度の原子磁気センサを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hyperpolarized nuclear spins in molecules exhibit high magnetization that is unachievable by classical polarization techniques, making them widely used as sensors in physics, chemistry, and medicine. The state of a hyperpolarized material, however, is typically only studied indirectly and with partial destruction of magnetization, due to the nature of conventional detection by resonant-pickup nuclear magnetic resonance spectroscopy or imaging. Here we establish atomic magnetometers with sub-pT sensitivity as an use an alternative modality to detect in real time the complex dynamics of hyperpolarized materials without disturbing or interrupting the magnetogenesis process. As an example of dynamics that are impossible to detect in real time by conventional means, we examine parahydrogen-induced $^{1}$H and $^{13}$C magnetization during adiabatic eigenbasis transformations at \si{\micro\tesla}-field avoided crossings. Continuous but nondestructive magnetometry reveals previously unseen spin dynamics, fidelity limits, and magnetization back-action effects. As a second example, we apply magnetometry to observe the chemical-exchange-driven $^{13}$C hyperpolarization of [1--$^{13}$C]-pyruvate -- the most important spin tracer for clinical metabolic imaging. Our approach can be readily combined with other high-sensitivity magnetometers and is applicable to a broader range of general observation scenarios involving production, transport and systems interaction of hyperpolarized compounds.
- Abstract（参考訳）: 分子内の超偏極核スピンは、古典的な偏極技術では達成できない高い磁化を示し、物理学、化学、医学のセンサーとして広く用いられる。
しかし、高偏極物質の状態は通常、共鳴ピックアップ核磁気共鳴分光法やイメージングによる従来の検出の性質のため、間接的および部分的な磁化破壊によってのみ研究される。
ここでは、サブpT感度の原子磁気センサを代替モードとして確立し、磁化過程を妨害したり中断したりすることなく、高偏極物質の複雑なダイナミクスをリアルタイムで検出する。
従来の方法ではリアルタイムに検出できないダイナミクスの例として、パラ水素誘起の$^{1}$Hと$^{13}$Cの磁化を、adiabatic eigenbasis transformations at \si{\micro\tesla}-field avoided crossingsにおいて検討する。
連続的だが非破壊的な磁気メトリーは、以前は目に見えないスピンダイナミクス、忠実度制限、磁化バックアクション効果を示す。
第2の例として、磁気学を用いて、[1--$^{13}$C]-ピルビン酸の化学交換駆動型$^{13}$C超分極を観察する。
我々のアプローチは他の高感度磁気センサと容易に結合することができ、高偏極化合物の生成、輸送、システム相互作用を含む幅広い一般的な観測シナリオに適用できる。
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