L’IRM le plus précis du monde dévoile le champ magnétique d’un seul atome

Une équipe internationale de chercheurs à IBMIBM et à l'université féminine Ewha de Corée du Sud a créé une nouvelle technique d'imagerie par résonance magnétiqueimagerie par résonance magnétique (IRM) en détournant un microscope à effet tunnelmicroscope à effet tunnel afin d'observer le moment cinétiquemoment cinétique propre des électronsélectrons, appelé spinspin, et le champ magnétiquechamp magnétique induit, à l'échelle de l’atome individuel, à savoir avec une précision jamais atteinte auparavant. Cette prouesse est décrite dans le journal Nature Physics.

Schéma de la technique développée pour réaliser une IRM sur des atomes individuels. La pointe de la taille de quelques atomes d’un microscope à effet tunnel a été magnétisée en lui ajoutant du fer. Elle peut ainsi interagir avec le champ magnétique des électrons des atomes déposés sur une surface d’oxyde de magnésium. © Philip Willke et al.

Alors que l'IRM classique visualise le spin de milliards de noyaux d'hydrogènehydrogène (protonsprotons) présents dans le corps humain, la technique développée par les chercheurs se base sur les électrons. Traditionnellement, le microscope à effet tunnel fonctionne par balayage d'une minuscule pointe conductrice sur un échantillon, révélant sa morphologiemorphologie et sa densité grâce au courant passant entre eux. Les chercheurs ont utilisé ici une pointe magnétique pour étudier des atomesatomes de ferfer et de titanetitane déposés sur une surface d'oxyde de magnésiummagnésium. Ils ont constaté que selon la pointe employée et l'atome sondé, un signal distinct pouvait être identifié, rendant ainsi possible de caractériser les échantillons. D'après ses inventeurs, la technique une fois appliquée aux molécules et aux nanomatériaux trouvera des applicationsapplications en médecine pour développer de nouveaux médicaments en étudiant la structure des protéinesprotéines, ou encore en informatique quantique pour le stockage de données.