hyperpolarisaatiossa

Hyperpolarisaatio on ilmiö, jossa atomiytimen spinien magneettinen momentti polarisoituu voimakkaasti ulkoisella magneettikentällä ja pyörimisnopeudella. Tässä tilassa ytimien spinien suuntautuminen on paljon voimakkaampi kuin termisessä tasapainossa. Tämä johtaa merkittävästi lisättyyn signaali-kohinasuhteeseen magneettiresonanssi- (MRI) ja NMR-mittauksissa. Hyperpolarisaatiota voidaan saavuttaa useilla eri menetelmillä, kuten optisella pumppauksella, dynaamisella ydinsähköpolarisaatiolla (DNP) tai kemiallisella depolaatiolla. Optisessa pumppauksessa ytimien spinien energiaa kasvatetaan vuorovaikutuksella valon kanssa. DNP:ssä puolestaan käytetään vahvaa magneettikenttää ja matalia lämpötiloja yhdistettynä paramagneettisiin lisäaineisiin polarisoimaan ytimiä. Kemiallinen depolaatio hyödyntää reaktioita, joissa syntyy hyperpolarisoituja molekyylejä. Saavutettuaan hyperpolarisaation, ytimet voivat säilyttää tämän tilan tietyn ajan, ennen kuin ne palautuvat termiseen tasapainoon. Hyperpolarisaatiotekniikat ovat tärkeitä erityisesti kuvantamisessa, jossa ne mahdollistavat heikkojen signaalien havaitsemisen ja parantavat kuvien tarkkuutta. Niitä käytetään myös kemiallisissa tutkimuksissa ja biologiassa.