改给地球做个核磁共振助力油井勘探

科学报道，地球磁场，作为人们熟悉的长距离方向指示器，常在从地理学到考古学的一系列应用中受到研究调查。现在，它提供了一种新技术的基础，后者或可以用于定义自然环境里流体混合物的化学组成成分。

核磁共振检测化学组成成分所需的异常敏感性

美国能源部（DOE）劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员进行了一项概念验证的核磁共振（NMR）实验，也就是利用高度敏感的磁强计和可以与地球磁场相比拟的磁场分析碳氢化合物和水的混合物。这项实验是在世界上最重要的核磁共振权威人士之一亚历山大 派因斯（AlexanderPines）教授的核磁共振实验室内进行的。这项研究是美国加州大学伯克利分校的物理学家德米特里 布德科尔（DmitryBudker）教授与国家标准和技术研究所（NIST）的其它研究人员进行的长期合作的一部分。研究结果被发表在期刊《应用化学》并作为封面展示。研究联席作者有派因斯实验室的博士研究生保罗 甘瑟尔（PaulGanssle）。

这个基础研究项目旨在解答一个更宽泛的问题：我们是否能够在无需采样或者包封物体的前提下，远距离感知这个物体的内部化学和物理特性？ 美国加州大学伯克利分校派因斯研究小组的首席调查员维克拉姆 巴贾杰（VikramBajaj）这样说道。 核磁共振的一个尤为美妙的方面在于它能够温柔地窥探完整物体内部，但从远距离窥探则相对比较困难。

高场和低场核磁共振

核磁共振检测化学组成成分所需的异常敏感性，以及它在医疗应用方面所能提供的空间分辨率等都要求大型精确的超导磁体。这些磁铁非常昂贵且是不可移动的。此外，研究样本必须放置在磁铁内部，使得整个样本能够暴露在均匀磁场内。这种完好发展的方法被称为高场核磁共振，而它的敏感性与磁场强度成正比。

然而，对于无法放置在磁香油铁内部的物体而言，对它进行化学特性描述则要求另一种不同的方法。在非原位核磁共振测量中，一个典型高场实验的几何原理被翻转使用，探测器探测到样本表面，然后磁场被投射到这个物体上。这种情景的一个重大挑战在于在足够大的样本区域里产生均匀磁场：产生足够的磁场强度以进行传统的高分辨率核磁共振测量是不可行的。