SpinDrops for iPhone

Beskrivelse

SpinDrops giver en ny tilgang til at forstå grundlæggende og avancerede magnetiske resonanseksperimenter og den underliggende spindynamik. Appen giver brugerne mulighed for at lære og blive fortrolige med grundlæggende begreber i moderne NMR-spektroskopi på en systematisk eller legende måde. Den enkle grafiske interaktion og den umiddelbare feedback til ændringer af eksperimentelle parametre er med til at udvikle en analytisk forståelse samt en velfunderet intuition af virkemåden og design af pulssekvenser. Den rige dynamik i op til tre koblede spins kan udforskes interaktivt. Appen bruger DROPS-repræsentationen til at afbilde vilkårlige spin-tilstande på en intuitiv og kompakt måde. Repræsentationen er en generalisering af Bloch-vektorbilledet og giver en naturlig en-til-en kortlægning mellem spin-tilstande og såkaldte dråber. Funktionerne omfatter: Customizable spin-system. Op til tre koblede spins. Karakteristiske begyndelsestilstande kan vælges fra foruddefinerede lister. Vilkårlige begyndelsestilstande kan konstrueres ved hjælp af en alsidig operatøreditor. Realtidssimuleringer af spindynamik baseret på produktoperatørens formalisme. Under en simulering kan alle produktoperatørtermer oplistes. Den nye DROPS-tilgang kortlægger kvantemekaniske operatører til tredimensionelle former baseret på sfæriske harmoniske. Den kvantemekaniske, ikke-klassiske opførsel af koblede spins kan visualiseres. Abstrakte begreber som anti-fasekohærens, multipel-kvanteorden og kohærensoverførsel visualiseres. Pulssekvenser kan vælges fra en forudinstalleret liste over karakteristiske homonukleære og heteronukleære eksperimenter, herunder individuelle 90 og 180 pulser, Hahn-ekkoer, INEPT, DEPT, selektiv isotrop blanding, excitation af tre-spin-rækkefølge og af multipel kvantekohærens. En alsidig pulssekvenseditor gør det muligt effektivt at redigere de forudinstallerede standard pulssekvenser eller at konstruere nye pulssekvenser fra bunden. Pulssekvenssimuleringen kan scannes interaktivt, bremses, accelereres og zoomes. De tredimensionelle dråber, der repræsenterer individuelle spins og produktoperatører, kan roteres og zoomes interaktivt. Der tilbydes omfattende hjælpefiler, herunder detaljerede vejledninger, eksempler, udfordringer og information om den matematiske baggrund for DROPS-visualiseringen. Tutorials viser, hvordan man definerer en ønsket starttilstand, hvordan man opretter en ny pulssekvens, og hvordan man styrer simuleringen og det grafiske DROPS-display. Ydermere forklares de gunstige egenskaber ved DROPS-visualiseringen, og fortolkningen af ​​karakteristiske dråber diskuteres. De karakteristiske former, der repræsenterer kartesiske produktoperatører, diskuteres, og det vises, hvordan sammenhængsrækkefølgen af ​​en operatør afspejles i formen og farven på den tilsvarende dråbe. Eksempler og udfordringer illustrerer fortolkningen af ​​dråber, deres symmetriegenskaber, udviklingen af ​​enkelt- og koblede spins, refokusering af forskydninger og koblinger, spektral redigering og kohærensoverførsel. Baggrund: Atomkerner og elektroner opfører sig i nogle henseender som snurretoppe. Nukleare og elektroniske spins danner grundlaget for avancerede kvanteteknologier, lige fra magnetisk resonansbilleddannelse (MRI), nuklear magnetisk resonansspektroskopi (NMR) og elektronspinresonans (ESR) til kvanteberegning.