より鮮明なMRIのための新しい物理モデル ^{CEFR B2}

ライス大学とオークリッジ国立研究所の共同研究チームは、液体中のNMR緩和を完全に記述する新しい物理モデルを提示しました。論文はThe Journal of Chemical Physicsに掲載され、分子スケールの運動と臨床用MRIで計測される信号を直接結び付ける方法を説明しています。

新しい枠組みは「NMR固有モード枠組み」と呼ばれ、フォッカープランク方程式を解いて分子の位置や速度の確率分布の時間発展を追います。これにより幅広い分子運動がどのように緩和に寄与するかをとらえ、臨床用周波数での実験測定を高い精度で再現しました。多くの既存の簡略モデルは、この完全な理論の特別な場合であることも示されています。

この研究は分子動力学シミュレーションから発展し、シミュレーションや実験結果の解釈を助けます。研究者の言葉では、「液体中のNMR緩和を予測するだけでなく説明する道具」として期待されています。チームは広い利用とさらなる発展を促すためにコードをオープンソース化しました。

応用の例としては、次の分野が挙げられます：

• 電池設計
• 地下の流体流動や多孔質岩石の研究
• 生細胞や材料科学の問題

また、研究はケン・ケネディ研究所、Rice Creative Ventures Fund、Robert A. Welch Foundation、およびOak Ridge Leadership Computing Facilityの支援を受けています。