Проклятые вопросы

В химии, особенно органической, учёные и инженеры имеют дело с чрезвычайно сложными молекулами, состоящими из тысяч, а иногда из сотен тысяч атомов. Установить структуру этих молекул, изменить их строение и свойства в нужном направлении — задача не простая. Здесь могут помочь исследования парамагнитного резонанса, позволяющие весьма точно расшифровать строение сложных молекул, определять расстояния между атомами и многое другое.

В геологической разведке, в космических исследованиях необходимо точно измерять слабые магнитные поля и их небольшие изменения в пространстве и во времени. Наиболее точными и чувствительными приборами, способными непрерывно регистрировать малейшие изменения магнитного поля, но не требующие применения жидкого гелия, являются квантовые магнитометры, использующие парамагнитные свойства ядер атомов рубидия.

Одной из актуальных задач современности является передача электроэнергии от крупных электростанций к потребителям. При этом необходимо до минимума снизить потери энергии в линиях передач. Один из путей — использование сверхпроводящих кабелей. Но учёные, как мы знаем, в то время ещё не могли создать материалы, обладающие сверхпроводимостью при температурах, превышающих –250 °C. Они лишь мечтали о сверхпроводимости при комнатной температуре Первая задача — создать сверхпроводник хотя бы при температуре жидкого азота (примерно –180 °C) — уже решена во многих лабораториях. Для применения этих результатов и в промышленности нужно глубоко изучить законы сверхпроводимости, в том числе свойства вещества при самых низких температурах. Температуры, предельно близкие к абсолютному нулю, необходимы для решения других важных задач, а получить их можно, используя парамагнитные свойства электронов и ядер. Эта область современных исследований сейчас чревата бурными событиями, о них мы уже рассказывали.

В биологических и многих химических процессах играют большую роль особые активные осколки молекул, называемые свободными радикалами. Имеются подозрения, что некоторые из них канцерогенны, то есть способствуют развитию рака. Много свободных радикалов содержится в частицах дыма, в частности дыма папирос и сигарет. Свободные радикалы образуются при обугливании органических веществ — например, их можно обнаружить в остатках подгоревших на сковороде продуктов. (Именно поэтому гигиенисты настоятельно рекомендуют не курить, не допускать подгорания пищи и тщательно мыть сковороды после каждого употребления.) Все свободные радикалы обладают электронным парамагнетизмом. Поэтому метод парамагнитного резонанса незаменим при их исследованиях, позволяя обнаруживать и изучать их при ничтожных концентрациях. Электронный парамагнитный резонанс уже применяется в промышленности, на пример при массовом автоматизированном и бесконтактном контроле качества пищевых продуктов.