近日，慕尼黑工業大學(TUM)的研究團隊在顯微鏡技術領域取得了重大突破，成功研發出一種全新的核自旋顯微鏡。這一創新技術能夠將核磁共振的磁信號可視化，并通過量子傳感器將信號轉換成光，實現極高分辨率的光學成像。相關研究成果已在《自然通訊》雜志上發表。

據量子傳感教授、邁阿密量子科學與技術卓越中心(MCQST)研究員Dominik Bucher介紹，這種新型核自旋顯微鏡所使用的量子傳感器能夠將磁信號轉換為光信號，這些信號隨后被捕獲并顯示為圖像。這一技術的突破，為磁共振成像(MRI)掃描儀帶來了全新的成像方法，極大地提升了成像的細節和清晰度。

該技術的核心在于一個微小的鉆石芯片。這顆經過特殊原子級處理的鉆石芯片，可作為MRI磁場的高強度量子傳感器。當鉆石芯片受到激光照射時，它會發出包含MRI信號信息的熒光信號。這一信號被高速捕獲并繪制成圖像，從而實現了圖像分辨率的顯著提升。據悉，新型MRI顯微鏡的分辨率已達到千萬分米級別，未來甚至有望看到單個細胞的結構。

核自旋顯微鏡具有廣泛的實際應用前景。在癌癥研究中，該技術可以詳細檢查單個細胞，為腫瘤的生長和擴散提供新的研究視角。在藥物研究領域，核自旋顯微鏡可用于在分子水平上有效測試和優化活性成分，加速新藥研發進程。此外，在材料科學領域，該技術也展現出極大的潛力，可用于分析薄膜材料或催化劑的化學成分等。

目前，該團隊已為其開發申請了專利，并計劃進一步開發和完善這一技術，以期使其速度更快、更精確。從長遠來看，核自旋顯微鏡有望成為醫學診斷和研究的標準工具，為從分子水平理解世界開辟全新的可能性。第一作者Karl D. Briegel強調：“量子物理和成像的融合，將為科學研究帶來革命性的變革。”