Neuseeländische Forscher haben den Fluss von Wasser durch poröses Gestein mithilfe der aus der medizinischen Diagnostik bekannten Magnetresonanz beobachtet. Dazu regten sie die Wasserstoffatomkerne der Wassermoleküle mit einem Magnetfeld energetisch an und verfolgten die dabei von diesen ausgestrahlten Radiosignale. Die Forscher glauben, auf diese Weise sowohl Untersuchungen von Ölvorkommen in Gestein als auch von Molekülen in biologischen Zellen erleichtern zu können.
Die Forscher um Paul Callaghan von der Victoria University in Wellington untersuchten in ihrem Experiment ein mit Wasser gesättigtes poröses Gestein. Mittels eines homogenen Magnetfelds wurden dabei zunächst die Kernspins der Wasserstoffatome der Probe alle in die gleiche Richtung ausgerichtet. Durch ein zweites, oszillierendes Feld wurden die Spins dann in Rotationen versetzt.
Da alle Kernspins zur gleichen Zeit zu rotieren begannen, strahlten sie zunächst alle miteinander synchronisierte Radiowellen aus. Die Synchronisation der Kerne wurde allerdings schon innerhalb von Sekundenbruchteilen zerstört, da einige von ihnen mit den Wänden der Poren im Gestein zusammenstießen. Dies führte dazu, dass die Abklingzeit des Radiosignals im Vergleich zu der von ungestörten Wasserstoffatomen verkürzt war.
Mithilfe eines komplizierten Computeralgorithmus ? einer so genannten zweidimensionalen inversen Laplacetransformation ? gelang es den Forschern, Änderungen der Abklingzeit quasi kontinuierlich aus den von der Probe ausgesandten Radiosignalen zu berechnen. Mit der gleichen Methode könnte im Prinzip auch die Bewegung von für die Biologie relevanten Molekülen durch Zellen oder Zellverbände untersucht werden, so die Forscher.
Physical Review Letters, Bd. 97, Artikel 175502 Stefan Maier
