Welches der folgenden Geräte basiert auf Quantenmechanik?

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Magnetresonanztomograph

Die Magnetresonanztomographie (MRT) basiert auf den Prinzipien der Quantenmechanik.

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Ausführliche Antwort auf die Quizfrage

Die Magnetresonanztomographie (MRT) basiert auf den Prinzipien der Quantenmechanik. Bei der MRT wird das Verhalten von Atomkernen, insbesondere von Wasserstoffatomen, genutzt, die in den menschlichen Geweben in hoher Konzentration vorkommen. Der entscheidende quantenmechanische Effekt ist der Kernspin. Wasserstoffkerne besitzen einen Spin, der sich unter dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes ausrichtet.

In einem starken Magnetfeld richten sich die Spins der Wasserstoffkerne aus, und durch das Anlegen eines Radiowellenimpulses werden diese Spins gestört. Sobald der Impuls abgeschaltet wird, kehren die Spins in ihren ursprünglichen Zustand zurück und senden dabei Radiowellen aus. Diese ausgestrahlten Signale werden von den Sensoren im MRT-Gerät empfangen und analysiert.

Die Quantenmechanik ist hierbei von zentraler Bedeutung, da der Spin der Atomkerne quantisiert ist – das bedeutet, die Atomkerne können nur bestimmte diskrete Energiezustände einnehmen. Diese quantenmechanischen Phänomene ermöglichen es, hochauflösende Schnittbilder des Körpers zu erzeugen, was die MRT zu einem äußerst präzisen und wertvollen Diagnosewerkzeug in der Medizin macht.

Quellen

  1. Wikipedia - Magnetresonanztomographie

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