Реферат: Гл редактор: д ф. м н. А. М. Тишин

Гл. редактор: д. ф. -м. н. А.М.Тишин


ТОМ 7 05 октября 2006 г. № 3 221223333332



В настоящем номере Бюллетеня о юбилейной XX Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники – 2006» (НМММ-20, 12-16 июня 2006 г., МГУ им. М.В. Ломоносова) рассказывает Председатель программного комитета НМММ–20 профессор П.Н. Стеценко. Своими впечатлениями о 17 Международной конференции по магнетизму - ICM 2006 (Япония) делятся ее участники К.А.Звездин, Н.С.Перов и С.В.Таскаев. Представлена заметка зам. председателя секции магнитной сепарации МАГО Е.Я.Тагунова о новом оборудовании для тестирования магнитных систем. Обзор А.П.Пятакова посвящен сверхбыстрому оптическому контролю намагниченности и новым возможностям магнитной памяти. Он также рассказывает о летней сессии Физической Исследовательской Школы. Сделана подборка сообщений по магнитной тематике со страниц зарубежных сайтов и журналов, а также представлена информация о новых Международных конференциях.


Поздравляем

Михаилу Петровичу Шорыгину - 60 лет

Видному деятелю – одному из зачинателей Магнитного Общества, его бессменному директору, кандидату технических наук Михаилу Петровичу Шорыгину исполнилось 60 лет со дня рождения.

Члены Магнитного Общества, магнитная общественность и все, знающие Вас по работе и в жизни, сердечно поздравляют Вас, Михаил Петрович, с этим знаменательным юбилеем.

Заслуженно высокий авторитет среди «магнитчиков» Вы получили благодаря своей яркой организаторской деятельности по объединению вокруг Общества специалистов самых разнообразных профессий не только из центра, но и из дальних регионов.

Само существование Общества в суровые 90ые годы, поддержка, которую оно оказывало своим членам, во многом зависели от Вашей инициативы.

Большой труд Вы вложили в перерегистрацию Общества в соответствии с новыми – современными требованиями.

Развивающееся МООСМ «Магнитное Общество» с его региональными отделениями и тематическими секциями, научный Совет, Бюллетень МАГО –

во всём этом реализация Ваших замыслов и непосредственное участие.

Личное общение с Вами всегда вдохновляет и оставляет приятное последействие.

Со всей искренностью желаем Вам, уважаемый Михаил Петрович, крепкого здоровья, продолжения Вашей плодотворной работы в Обществе, реализации всех Ваших задумок и планов, новой творческой энергии, оптимизма, а также благополучия Вашей замечательной семье!


^ По поручению членов и Правления МООС

Редакция «Бюллетень МАГО»


Поздравляем


От всей души поздравляем с избранием академиком Российской академии наук профессора Юрия Александровича Изюмова (отделение физических наук, секция общей физики и астрономии) и вице-президента МООС д.ф.-м.н. профессора Александра Сергеевича Сигова с избранием членом-корреспондентом РАН (отделение информационных технологий и вычислительных систем, секция информационных технологий и автоматизации).


^ Редакция «Бюллетень МАГО»


Новости российской науки и техники

НМММ-20


С 12 по 16 июня 2006 года в Москве состоялась юбилейная Международная школа–семинар «Новые магнитные материалы для микроэлектроники» - НМММ–20. В седьмой раз (с 1994 года) работа школы проходила на базе физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. За эти годы школа далеко перешагнула узкие границы школы–семинара. С 1996 года была значительно расширена её тематика, и в настоящее время она является наиболее представительной и регулярно функционирующей Общероссийской конференцией по физике магнитных явлений. Оргкомитет школы–семинара принял решение о придании ей на будущее именно такого нового статуса.

На заседаниях НМММ–20 было заслушано 435 докладов, которые были распределены по 15 секциям. На секционных заседаниях были заслушаны 34 приглашенные лекции, 112 устных и 289 стендовых докладов. Дайджесты всех докладов были изданы до начала работы школы в виде «Сборника трудов» объемом 1164 страниц.

В число секций были впервые включены некоторые новые темы и направления магнитных исследований, такие как «Магнитные наноструктуры и низкоразмерный магнетизм», «Гетеропереходы и спинтроника», «Магнитное охлаждение и память формы», «Фотоника» и др.

На пленарном заседании, в день открытия НМММ–20 один из старейших организаторов школы профессор Ф.В.Лисовский очень живо и интересно рассказал об истории всех предыдущих школ. На этом же пленарном заседании были заслушаны два научных доклада: «Геомагнитное поле и эволюция земли», который представил Декан физического факультета МГУ, профессор В.И.Трухин и «Магнитоуправляемая память формы и гигантский магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера» (докладчик профессор В.Г.Шавров).

Необходимо отметить высокую активность участников НМММ–20: по сути, не было срывов лекций и докладов из-за неявки докладчиков. Секционное заседание, вплоть до последнего дня работы, проходили с большим количеством вопросов и оживленной дискуссией. На стендовых секциях дискуссии продолжались значительно позже формально отведенного для этого времени.

По мнению многих участников, НМММ–20 оказалась очень полезным мероприятием и весьма способствовала установлению прямых контактов между магнитологами и формированию непосредственных научных связей.

Очень большую роль в проведении НМММ–20 сыграл заместитель председателя Оргкомитета профессор Ф.В.Лисовский, ученый секретарь доцент Е.В.Лукашева, председатель локального комитета доцент Н.Е.Сырьев. Необходимо также выразить глубокую признательность руководству физического факультета МГУ, которое смогло создать все условия для успешного проведения НМММ–20 в стенах факультета.


^ Председатель программного комитета НМММ– XX

Профессор П.Н.Стеценко


ICM 2006

Впечатления участников


I

20-25 августа в Японии, в городе Киото, под эгидой Международного союза теоретической и прикладной физики (IUPAP) и Магнитного общества Японии,  проходила 17 Международная конференция по магнетизму - ICM 2006. Первая конференция из серии ICM состоялась в 1958 году в Гренобле. С тех пор конференция ICM проводятся каждые три года, и, на сегодняшний день, является одной из наиболее представительных и уважаемых конференций современной физики.

В этом году в работе конференции приняло участие более 2000 делегатов из нескольких десятков стран мира, в том числе много российских ученых.

С пленарными лекциями выступили такие классики магнетизма, как профессора Алан Ферт (Университет Pris-Sud), Джон Слончевский (IBM), Джо Томпсон (Лос-Аламос), Йошинори Токура (Токийский университет). Оргкомитетом конференции была вручена медаль Нееля Джону Слончевскому за труды по разработке теории динамики доменных стенок, обмена и электронного транспорта в магнитных пленках, а также за пионерские идеи по созданию новых спинтронных приборов.

Научная программа включала основные разделы современного магнетизма, такие как квантовые и классические спиновые системы, изучение структуры и динамики намагниченности, спинтроника и спиновый транспорт, магнитные материалы, динамика доменных границ, магнитные измерения, наночастицы, квантовые вычисления, сверхпроводимость, туннельное магнетосопротивление, биомагнетизм, магнитные датчики и MEMS и многое другое. Конференция проводилась в одном из крупнейших в Японии Международном конференц-центре Киото, что позволило одновременно проводить 5-6 сессий по различным тематикам.

Кроме обширной научной программы участники имели возможность познакомиться с архитектурными и историческими достопримечательностями Киото - древней столицы Японии, многие из архитектурных памятников которого внесены в список особо охраняемого исторического наследия ЮНЕСКО.


к.ф.-.м.н. К.А.Звездин


II

Какое впечатление у меня осталось после участия в работе ICM-2006?

С одной стороны, ужасная жара и влажность на улице, с другой стороны, море интереснейших разговоров и докладов. Мужчины и женщины в кимоно и офис-менеджеры в строгих костюмах, небоскребы, двухэтажные кварталы и храмы. Все было настолько сильно переплетено и необычно. Наверное, так и должно быть на Востоке. Япония - это многогранная страна с морем оттенков.

Хочется отметить очень качественные доклады, причем большей частью экспериментальные. Здесь стоит сильно задуматься, так как в большинстве вузов России экспериментальная база находится в очень плачевном состоянии, а порой и просто отсутствует. Вспоминается разговор с одним российским коллегой, который сейчас работает в Турции, который рассказал удивительную вещь – что Турция закупает научно-исследовательское оборудование для университетов на миллионы долларов для создания собственной научно-исследовательской базы. Остается только надеяться, что в скором времени и на нашей улице будет праздник.

Тем не менее, приятно, что на ICM было довольно большое количество коллег из ведущих научных центров России, и главное, молодежь. Идеи и творческий заряд, которые появляются во время таких мероприятий, невозможно получить, не участвуя в них. Хочется верить, что все запланированное выльется в скором времени в новые работы, а, может быть, поможет новичку выбрать самую интересную в мире профессию – исследователя. Не сомневаюсь, что и у нас все будет хорошо. По крайней мере, с погодой нам повезло больше, а конференция, если коротко, то просто замечательная!


к.ф.-.м.н.С.В.Таскаев, Физический факультет Челябинского Государственного университета


III

С 20 по 25 августа 2006 года в Киото (Япония) проходила очередная международная конференция по магнетизму ICM.

Традиционно эта встреча является одной из самых представительных конференций по магнетизму. И в этот раз в ее работе приняли участие более 1900 человек из 56 стран мира. Но только половина участников представляла работы, выполненные вне Японии. При этом более 40 участников были из России. И почти четверть из них молодые ученые. Необходимо отметить, что организация конференции заслуживает самых высоких похвал: все вопросы, связанные с размещением участников, регистрацией, рецензированием докладов, организация и техническое обеспечение заседаний были решены на самом высоком уровне. Например, зал для проведения стендовых докладов был рассчитан на размещение полутысячи стендов! Почти каждый день число стендовых докладов превышало 4 сотни (см.фото)! Прекрасно функционировал беспроводной интернет в основных холлах здания конференции. Особо следует отметить культурную программу, которая была весьма насыщенной и доступной всем желающим.

В то же время, научная программа ICM 2006 имела явный уклон в сторону вопросов, представляющих особый интерес для членов программного комитета, в состав которого входили исключительно японские ученые. Это ясно прослеживалось как в отборе приглашенных и устных докладов, так и в тематике (и количестве!) докладов, представленных японскими участниками. Для меня также неожиданностью оказалось то, что среди приглашенных докладчиков был только 1 российский ученый. Приглашенный доклад был сделан д.ф.-м.н. А.М.Тишиным.

Естественно, охватить всю тематику конференции, доклады которой шли в шести параллельных секциях, не представляется возможным. Хочется отметить отдельные направления, которые представляли для меня наибольший интерес.

Большое число интересных докладов было посвящено магнитным полупроводникам. Эти материалы, судя по широте тем представленных докладов, находятся в настоящее время на острие исследовательского интереса. Приятно отметить, что работы российских участников не уступали по уровню работам ведущих мировых научных групп.

Много интересных результатов было представлено в секциях, посвященных наночастицам и наноструктурам.

Следует отметить, что в работах, связанные с изучением магнитных явлений в биологии и медицине не оказалось, на мой взгляд, ничего нового: магнитные частицы для транспортировки лекарств, магниторезонансная томография.

Следующая конференция ICM будет проходить в Германии в 2009 году. Хочется, чтобы представительство российских ученых не уступало не только в качестве, но и в количестве остальным европейским странам.





Зал для проведения стендовых докладов ICM 2006


^ Доцент физического факультета МГУ

Перов Н.С.


Контакты с Магнитным обществом Японии


Редакция магнитного бюллетеня сообщает о возобновлении контактов с Японским магнитным обществом (MSJ). В рамках ICM 2006 прошла рабочая встреча вице-президента МАГО А.М.Тишина и вице-президента MSJ Норио Ота (Norio Ota). Передано официальное письмо президента МАГО, профессора А.К.Звездина на имя президента Магнитного общества Японии, которое будет обсуждаться 22.11.2006 на правлении MSJ.

Для дальнейшей информации смотри сайт Японского магнитного общества

http://www.wdc-jp.com/msj/english/index.htm.l


Секция магнитной сепарации


Новое оборудование для тестирования магнитных систем будет создано.


Общество с ограниченной ответственностью «МАГНЕТИТ» вошло в число победителей конкурса, проводимого Фондом содействия развитию предприятий в научно-технической сфере по программе «Старт-06». Победа в конкурсе означает, что в текущем году Фонд открывает финансирование инновационного проекта «Измерительно-аналитический комплекс для многофункционального тестирования магнитных систем открыто-градиентных сепараторов и железоотделителей». Такой комплекс позволит на качественно новом уровне проводить тестирование широкого круга магнитных систем промышленного назначения, оперативно определять широкий спектр их объективных характеристик, включая силовые, визуализировать топографию магнитного поля в наиболее важных областях рабочих зон систем. Это, в свою очередь, открывает возможность разработки более строгих требований к техническим характеристикам магнитных систем в части, касающейся силы и структуры магнитного поля в их рабочей области. Следующим закономерным шагом может стать сертификация отдельных видов такого оборудования на основе четко сформулированных критериев, соответствие которым теперь можно будет контролировать. Согласно плану научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ экспериментальный образец комплекса будет создан уже в 2007 году.

^ Зам. председателя секции

магнитной сепарации МАГО

к.ф.-м.н. Тагунов Е.Я.


Сверхбыстрый оптический контроль намагниченности: новые горизонты магнитной памяти


На международной конференции по магнетизму ICM 2006 в Киото, проходившей в конце августа этого года, внимание публики привлек доклад Тео Разинга (Theo Rasing). Речь шла о совместной работе голландских (Radboud University Nijmegen) и российских ученых (Физико-технический институт имени Иоффе), в которой они показали, что лазерное излучение позволяет управлять динамикой спинов на временных масштабах вплоть до нескольких фемтосекунд [1-3]. Это открывает новые возможности создания сверхбыстрой магнитной памяти [4], а также более глубокого понимания физики магнитных явлений, разворачивающихся на ультрамалых временных масштабах.

Напомним, что в настоящее время для получения сверхплотной записи информации используется магнитная запись с тепловым воздействием (Heat Assisted Magnetic Recording) [5]. По этой технологии данные записываются магнитным способом на высокостабильный носитель с помощью нагревания среды лазерным лучом точно в месте записи. После нагревания среда становится более пригодной для записи, а быстрое последующее охлаждение стабилизирует записанную информацию. Однако, тепловые механизмы, задействованные при записи, существенно ограничивают быстродействие такого вида памяти: характерные времена исчисляются наносекундами, и даже если удается достичь сверхбыстрого перемагничивания (как это происходит при индуцированных нагревом спин-ориентационных переходах в TmFeO3 [4]), требуется дополнительное время для отвода тепла, что налагает существенные ограничения на частоту повторения. Таким образом, быстродействие памяти, использующей тепловые механизмы, вряд ли превысит нескольких ГГц. Нетепловое оптическое воздействие снимает это ограничение.

Строго говоря, эффекты, использованные для демонстрации сверхбыстрого управления намагниченностью, не являются абсолютно новыми. Они принадлежат многочисленному и разветвленному семейству фотомагнитных эффектов (обстоятельный обзор фотоиндуцированных магнитных явлений В.Ф.Коваленко и Э.Л.Нагаева можно найти в УФН за 1986 год [6]). Первый из фотомагнитных эффектов был теоретически предсказан Л.П.Питаевским еще в 1960 году [7].

Фотомагнитные эффекты можно разделить на три большие группы:

-эффекты, вызываемые циркулярно-поляризованным светом, действующим как эффективное магнитное поле (обратный эффект Фарадея)

-эффекты, порождаемые линейно поляризованным светом, проявляющиеся в виде изменения магнитной анизотропии

-эффекты, вызываемые неполяризованным светом, за счет изменения обменного взаимодействия.


Обратный эффект Фарадея


Подробнее остановимся на первой группе эффектов, получивших название обратный эффект Фарадея. Это название отражает тот факт, что существование как прямого, так и обратного магнитооптических эффектов в веществе связано с наличием в его термодинамическом потенциале одного и того же слагаемого вида:

(1)

где α – некоторая константа, характеризующая магнитооптическое взаимодействие, — магнитное поле, - электрическая напряженность правополяризованной световой волны, - левополяризованной волны, знак “*” означает комплексное сопряжение.

Эффект Фарадея, состоящий в различии показателей преломления для лево- и право-поляризованного света, может быть получен из (1) , если вспомнить, что показатель преломления связан с диэлектрической проницаемостью соотношением , а диэлектрическая проницаемость является второй производной от термодинамического потенциала по электрическому полю. Отсюда имеем:

(2)

(3)

т.е. изменения диэлектрической константы противоположны для двух поляризаций.

Аналогично обратный эффект Фарадея может быть получен как производная от термодинамического потенциала по магнитному полю. Наведенная световой волной намагниченность определяется формулой:

(4)

Здесь учтено, что произведение амплитуды на комплексно сопряженную величину есть интенсивность света.

Таким образом, эффект Фарадея носит обратимый характер: прямой и обратный эффекты пропорциональны одной и той же константе α. Из (4) также следует, что циркулярно-поляризованный свет должен создать намагниченность даже в немагнитной среде. Интересно, что именно в немагнитной среде он был впервые предсказан [7], и экспериментально обнаружен (полупроводник CaF2, легированный 3% Eu2+) [8].


Сверхбыстрое оптическое управление намагниченностью

Всплеск интереса к фотомагнетизму возник в последнее время, с появлением фемтосекундных лазеров, открывших новые горизонты в этой, казалось бы, уже хорошо изученной области.

Как управление, так и наблюдение спиновой динамики производится оптическим методом [2]: с помощью оптического разветвителя импульс лазерного излучения λ=805нм длительностью 100 фс разделяется на две части – импульс накачки и зондирующий импульс, намного меньшей интенсивности, отстающий от импульса накачки на время , регулируемое с помощью линии задержки. По величине угла фарадеевского вращения поляризации зондирующего импульса определяется состояние намагниченности в данный момент времени. Такой метод позволяет отслеживать спиновую динамику на временных масштабах в единицы пикосекунд и менее.




а) б) в)

Рис. 1 Иллюстрация действия импульса циркулярно-поляризованного света: прецессия в эффективном поле HF[4].

Рисунок 1 иллюстрирует действие импульса циркулярно-поляризованного света на намагниченность материала. Первоначально намагниченность расположена вдоль направления равновесного магнитного поля H в материале (рис.1 а). В течение времени действия светового импульса (~ 100фс) циркулярно-поляризованная волна действует как эффективное магнитное поле HF. Величина этого поля намного превосходит величину равновесного поля H (при интенсивности 1011Вт/см2 HF составляет 0.6Тесла), так что намагниченность начинает прецессировать вокруг нового направления (рис. 1б). По истечении 100 фс, когда действие оптического импульса прекращается, намагниченность прецессирует уже вокруг направления равновесного поля H [4].

Используя несколько импульсов накачки, ученым удавалось управлять прецессией спинов: изменение времени задержки всего на одну пикосекунду определяет, будет ли второй импульс усиливать прецессию или полностью подавит ее, переведя систему в стабильное состояние. Существующие электронные устройства даже не приближаются к таким временным масштабам. Открываются новые волнующие перспективы для создания устройств магнитной памяти, а также комбинированных спинтронно-фотонных устройств.


Список литературы

1. A. Kimel, A. Kirilyuk, P.A. Usachev, R.V. Pisarev, A.M. Balbashov and Th. Rasing, Nature 435, 655 (2005)

2. Fredrik Hansteen, Alexey Kimel, Andrei Kirilyuk, and Theo Rasing, Femtosecond Photomagnetic Switching of Spins in Ferrimagnetic Garnet Films, Phys. Rev. Lett. 95, 047402 (2005)

3. Fredrik Hansteen,Alexey Kimel, Andrei Kirilyuk, and Theo Rasing, Nonthermal ultrafast optical control of the magnetization in garnet films, Phys. Rev. B 73, 014421 (2006)

4. A.V. Kimel, A. Kirilyuk, and Th. Rasing, R.V. Pisarev: Ultrafast manipulation of spins in antiferromagnetic materials: New avenue in magnetic memory? J. Magn. Soc. Japan, 29 (2005) pp. 523-528

5. Бюллетень МАГО т.3, n4, Преодоление суперпарамагнитного предела, с. 4 (2002) (http://rusmagnet.ru/bulleten.htm)

6. В.Ф. Коваленко, Э.Л. Нагаев, Фотоиндуцированный магнетизм, УФН, т.148, с.561 (1986)

7. Л.П. Питаевский, ЖЭТФ т.39, с.1450 (1960)

8. J. P. van der Ziel, P.S. Pershan, L.D. Malmstorm, Optically induced magnetization resulting from the inverse Faraday effect, Phys. Rev.Lett, v.15, p.190 (1965)

член редколлегии Бюллетеня

к.ф.-м.н. А.П.Пятаков


Магнитинформ


Физическая Исследовательская Школа


При поддержке МООСМ «Магнитное Общество» в рамках Летней Школы “Исследователь” (26 июля - 23 августа 2006 года, Смоленская область) состоялась летняя сессия Физической Исследовательской Школы. В работе отделения приняло участие 44 человека: 23 школьника и 21 преподаватель.

Физическая Исследовательская Школа – творческое объединение сотрудников, аспирантов, студентов ведущих физических вузов Москвы (МГУ им. М.В.Ломоносова, МФТИ, МЭИ) и школьников. Целью Летней Школы является формирование научного и мировоззренческого кругозора учащихся, развитие их творческих способностей, одной из форм которого является самостоятельная исследовательская деятельность. В соответствии с этим, помимо посещения лекционных и семинарских занятий, каждый школьник ФизЛЭШ проводит и защищает собственную исследовательскую работу. Лучшие из работ представлялись в различные годы на всероссийских и международных конференциях школьников и молодых ученых: форум «Всемирный год физики в московском университете» (Москва 2006), «Экспо-Наука» (Москва, 2003), «Старт в науку» (Долгопрудный, Моск. область, 2001-2005), «Юниор» (Москва 2002-2006), Балтийский научно-инженерный конкурс (С-Петербург, 2005, 2006), Харитоновские чтения (Саров, 2006) и др. По результатам некоторых исследовательских работ опубликованы статьи в научно-популярных и методических журналах и других периодических изданиях, брошюры, тезисы докладов.

На летней школе 2006 года было проведено семь исследовательских и конструкторских проектов, реализованы три учебные программы: «Квантовая физика вокруг нас» и «Вращение в микро- и макромире», «Биофизика и нейрофизиология». Магнитная тематика была представлена серией лекций «Магнетизм как макроскопическое проявление квантовых свойств вещества» (в рамках курса «Квантовая физика вокруг нас»), и серией лекций «Магнетизм, спин, магнитооптика» (в рамках курса «Вращение в микро- и макромире»).

Более подробную информацию о Физической Исследовательской Школе (исследовательская и учебная деятельность, условия набора школьников и др.), можно найти на наших ресурсах в сети Интернет http://physres.web.ru


^ Ответственный за молодежную ячейку МАГО

А.Пятаков


Зарубежные сайты и журналы!


Изображения магнитного резонанса и вирусные частицы


Американские ученые (New York University) получили химически модифицированные вирусные частицы наноразмера. Они помогут улучшить технологию получения изображений магнитного резонанса (MRI), утверждают исследователи со страниц журнала Nano Letters.

Профессор Джеймс Кенэри (James Canary), радиолог Эдвин Ванг (Edwin Wang) и Кент Киршенбаум (Kent Kirshenbaum) занимались этим исследованием на химическом факультете NYU и факультете радиологии Школы медицины NYU. Это часть совместного проекта двух факультетов под названием Molecular Imaging and Contrast Agents (MICA). Контрастные агенты и химические составы, как известно, используются для того, чтобы повысить качество изображений медицинской техники, например, магнитного резонанса (MRI), что позволяет различать ткани организма. Чтобы еще улучшить возможности такой техники, ученые использовали вирусы. Их белковые оболочки позволяет проводить различные исследования с частицами, поскольку они содержат большое количество химически реактивных групп, организованных точным образом. Исследователи из NYU выбрали в качестве контрастных агентов на поверхности вирусов хелаты гадолиния (Хелаты - циклические комплексные соединения органических веществ с металлами, состав которых не укладывается в рамки представлений об образовании химических связей за счет неспаренных электронов).

Клинические эксперименты со сканерами изображений магнитного резонанса показали, что при этом наблюдается интенсивный сигнал, рассказал Ванг. «Наша работа подтверждает некоторые гипотезы о том, какие контрастные агенты надо использовать для получения изображений магнитного резонанса», - объяснил Киршенбаум. «В некоторых работах упоминалось о том, что если увеличить размеры частиц контрастных агентов, то изображения магнитного резонанса будут более качественными».

Если радиологи захотят изготовить многоцелевой образец, который можно использовать для получения различных изображений, то такая химически модифицированная вирусная частица, похоже, будет незаменимым кандидатом, считают авторы исследования. Более того, если изготовить частицы вирусов таким образом, что их можно будет распознать с помощью специфических рецепторов на поверхностях клетки, то мы сможем использовать технологию получения изображений магнитного резонанса для того, чтобы увидеть и совсем небольшие опухоли, которые пока различить не в состоянии.

http://www.nyu.edu/public.affairs/releases/detail/1118


Очистка организма с помощью магнита


На выставке «Архимед-2006» была представлена интересная разработка ученых из ИПРИМ РАН. Это аппарат и технология сорбции для экстракорпоральной детоксикации жидких биологических сред организма человека.

Авторы так рассказывают о своем изобретении. В специальный картридж поступает загрязненная токсинами кровь (или другая биологическая среда), где и смешивается с сорбентом. Ноу-хау изобретателей в использовании сорбентов. В отличие от аналогов частицы сорбента растворены в биоподобной жидкости. Такая суспензия подается дозировано и непрерывно поглощает содержащиеся в биологической жидкости токсины. Отработанными сорбентами можно управлять с помощью магнитов, и, в отличие от аналогов, их можно вывести вместе с токсинами из потока биожидкости при помощи постоянного магнитного поля. Очищенную таким образом биожидкость возвращают пациенту. Во время процедуры используется одноразовый контур для движения биожидкости. Подача и вывод сорбента регулируют насосы-дозаторы, обеспечивающие оптимальные параметры процесса. Динамика этих характеристик отражается на экране дисплея. Предусмотрен и их автоматический контроль и управление процессом.

Полного аналога в настоящее время не существует, уверяют разработчики.

^ Материалы выставки "Архимед-2006"


Магнитные кластеры из серебра


Атомы серебра спонтанно намагничиваются, когда собираются в маленькие группы, утверждают физики из Испании. И эти результаты удивительны, потому что в объемном материале атомы серебра являются диамагнетиками. Необычные свойства магнитных кластеров можно использовать для нужд биомедицины, считают ученые.

Кластеры из атомов и ионов представляют нечто среднее между отдельными атомами и веществом. Такие металлические кластеры широко используются в качестве катализаторов, ускоряющих протекание химических реакций, благодаря высокому соотношению поверхности к объему. Однако недавно исследователи обнаружили, что такие магнитные кластеры можно использовать и в биомедицине – например, для разделения меченых биологических клеток, доставки лекарства в нужное место организма и увеличения контрастности изображений магнитного резонанса.

Мануэль Перейро (Manuel Pereiro) вместе с коллегами из университета Сантьяго де Компостела (the University of Santiago de Compostela) попытался выяснить, что необычного в кластерах серебра. Ученые решали уравнение Шредингера для групп атомов серебра в кластере (от 2 до 22 атомов) с наименьшим состоянием энергии и, следовательно, наибольшей устойчивостью. Затем они выбрали те структуры, которые имели самый большой магнитный момент.

Оказалось, что самый устойчивый кластер с самым большим магнитным моментом состоял из 13 атомов серебра. Ученые связывают это с тем, что кластер при этом обладает высокой степенью икосаэдральной симметрии. Атомные орбитали серебра вырождаются или имеют одинаковую энергию, что, в свою очередь, приводит к появлению намагниченности. Кластеры с числом атомов более 13 имеют меньший магнитный момент на атом, потому что у них искаженная икосаэдральная симметрия. Более мелкие кластеры имеют меньший магнитный момент из-за их разной неустойчивой формы.

Согласно подсчетам ученых кластер серебра с 13 атомами сильно намагничен, поскольку атомы на конце кластера переносят электроны к атому в центре. При этом энергетическая стабильность атома увеличивается. Перенос заряда уменьшает внутреннюю намагниченность атома и увеличивает ее у внешнего атома. Это связано с тем, что число внешних атомов с частично заполненными орбиталями (с непарными спинами) увеличивается, а количество внутренних атомов с непарными спинами уменьшается. (Лишь атомы с непарными спинами могут проявлять намагниченность в отсутствии внешнего магнитного поля). Это приводит к тому, что в среднем магнитный момент кластера серебра-13 увеличивается.

Такие кластеры можно с успехом использовать в медицине, потому что они биологически совместимы и менее токсичны, чем обычные металлические кластеры. А это необходимо для доставки лекарства в нужное место организма. Теперь открывается «золотая возможность для экспериментаторов» для того, чтобы подтвердить наличие магнитных свойств у кластеров в лабораторных условиях, считает Перейра.

http://physicsweb.org/articles/news/10/5/13/1


Как изучить магнитные свойства человеческого мозга?


Как выяснили ученые, композитный материал, состоящий из белков лошади и металлических наночастиц, имеет магнитные свойства, очень похожие на таковые у тканей человеческого мозга. Результаты работы, опубликованной в Physical Review B, помогут исследовать магнитное поведение тканей мозга и других непростых материалов, встречающихся в природе.

Изучение магнитных свойств или намагниченности многих природных веществ, например, камней, почвы и различных биологических тканей – это сложная задача, ведь эти материалы состоят из различных веществ. Это означает, что при исследовании ценная структурная и функциональная информация о магнитных свойствах этих веществ может оставаться «за кадром».

«Очень сложно выделять из вещества каждую компоненту и изучать по отдельности», – рассказывает геофизик Энн Херт (Ann Hirt) из Института геофизики в Цюрихе (Швейцария). «Зачастую приходится использовать несколько методов для их исследования, но даже после этого редко удается сделать однозначные выводы. Но эту проблему можно решить, если отыскать и исследовать подходящие похожие модели веществ».

Херт с коллегами исследовали различные компоненты мозговых тканей, чтобы выделить соответствующие им магнитные сигналы, используя методы обнаружения магнитных минералов в камнях. Они обнаружили у тканей очень сильный магнитный сигнал из-за наличия железа в крови мозга. Следующий – ферритин, это белки с железом в виде наночастиц. Еще один компонент, по предположениям ученых, это либо магнетит (оксид железа), либо очень похожий по составу маггемит (магнитная модификация окиси железа γ-Fe2O3), а может быть, их смесь. Они имеют настолько похожие магнитные свойства, что их сложно различить.

«Хотя сигнал от тканей сам по себе был очень сильным, мы смогли выделить его из общей намагниченности», - рассказывает Франциска Брем, еще одна исследовательница из Цюриха. «Оставшийся сигнал оказался комбинацией сигналов от ферритина и магнетита».

Чтобы проверить это, ученые измерили магнитные свойства модельной системы, для которой был известен точный состав: смесь из ферритина (селезенка лошади) и покрытых белками наночастиц магнетита. Результаты измерений подтвердили схожесть с тканями мозга.

«Основываясь на этих измерениях, мы можем предполагать, что поведение ферритина и магнетита в тканях мозга очень напоминает поведение нашего модельного вещества», - заявила Брем.

http://www.physorg.com/news72716034.html


Неуловимое квантовое состояние в магнитном поле


Hagiwara, M., Tsujii, H., Rotund, C.R., Andraka, B., Takano, Y. Tateiwa, N. et al. Tomonaga-Luttinger liquid in a quasione- dimensional S=1 antiferromagnet observed by specific heat measurements. Phys. Rev. Lett. 96, 147203 (2006).

С уменьшением размеров физические свойства материала могут сильно изменяться. В частности, при меньших размерностях поведение электронов может становиться иным. Представьте, что вы двигаетесь по автомагистрали и не можете обгонять другие маш