Le phénomène de la RMN est applicable à de nombreux atomes

Comme les électrons, les protons et neutrons (constituant les noyaux des atomes)
possèdent un moment magnétique (spin). Pour certains atomes, par exemple
l’hydrogène (dont le noyau est constitué d’un seul proton), le moment magnétique
du noyau (ou nucléaire) n’est pas nul. En présence d’un fort champ
magnétique, le moment magnétique nucléaire des
atomes s’aligne sur le champ ambiant
(un peu comme une boussole
dans le champ magnétique
de la Terre).
Spectromètre pour la Résonance
Magnétique Nucléaire
© The University of Melbourne
En baignant les atomes d’ondes radio, il est
possible d’exciter les noyaux atomiques et de
modifier leur spin qui passe d’une orientation
parallèle à une orientation anti-parallèle
au champ ambiant. Par exemple, pour des
atomes d’hydrogène dans un champ magnétique de 1.5 Tesla, on utilise une fréquence radio
de 42 MHz. Le noyau excité se désexcite alors
spontanément (en reprenant son orientation
initiale de spin) et émet une onde qui nous
renseigne sur la matière sondée : c’est le
phénomène de résonance magnétique nucléaire
(RMN), découvert en 1938 par le physicien
américain Isidor Rabi (prix Nobel de physique
en 1944).
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un neutron) ou eencore
carbone 13 (isotopee naturel du
du
carbone dont le noyau est constitué
nstitué
ne
de 6 protons et 7 neutrons). C’est une
technique très utile pour explorer la structure des
molécules, en particulier celles des protéines.
La RMN est aussi utilisée en biologie et en médecine pour imager de
manière non-invasive et non destructrice les tissus mous du corps humain
(et en particulier le cerveau), des animaux ou des plantes.
Imagerie RMN des graines
d’une gousse de canola
© CNRC