ردیاب یونی ساخت دوستان سایت همسایه (فرانکو)

درود به تمامی دوستان عزیز:
یه توضیح در مورد nmr میخواستم بدم شاید مفید واقع بشه. برای ایجاد تشدید مغناطیسی هسته باید علاوه بر میدان مغناطیسی ثابت (مثلا میدان مغناطیسی زمین) یک میدان متغیر در زمان با فرکانسی برابر با فرکانس تشدید مغناطیسی هسته عنصر مورد نظر که متناسب با میدان ثابت اعمالی هست رو نیز باید بصورت عمود بر میدان اول بر روی هدف اعمال کنیم. حالا هر چی میدان ثابت و میدان متناوبمون بزرگتر باشن سیگنال برگشتی از هدف قویتر میشه. برای هدفی در میدان مغناطیسی ضعیف زمین این سیگنال برگشتی بسیار بسیار ضعیف خواهد بود و رنج فرکانسی اون برای طلا حدود 37 هرتز و برای هیدروژن که بیشترین فرکانس رو داره حدود 2 کیلو هرتز خواهد بود. بنابراین از اونجایی که این مدار در فرکانسهایی حدود 3 مگاهرتز کار میکنه و فیلتر های بالا گذر تعبیه شده فرکانس هایی حتی در حدود چند کیلو هرتز رو فیلتر و ضعیفتر میکنه و اینکه قدرت فرکانس های nmr بسیار ضعیف هست، بنابراین بحث nmr منتفی هستش.
بحث دیگه اینه که شاید این مدار بر اساس epr یا تشدید پارامغناطیس الکترون کار میکنه . در epr تنها عناصری سیگنال دارن که الکترون غیر جفت شده داشته باشند برعکس nmr که رنج بسیار زیادی از عناصر رو در برمیگیره (در nmr بسیاری عناصر میتونن سیگنال داشته باشن مثل کربن ، هیدروژن و ... ) . تفاوت دیگه epr با nmr اینه که فرکانس nmr برای هر عنصری اختصاصی هستش ولی در epr برای تمام عناصر دارای الکترون جفت نشده فرکانس مشابه هست. برای فلزی در میدان مغناطیسی زمین این فرکانس تقریبا برابر 1.5 مگاهرتز است که تقریبا در رنج کاری این مدار قرار میگیره.
در epr هم مانند nmr به میدان تناوبی دوم علاوه بر میدان ثابت اول برای ایجاد رزونانس نیاز است. ولی تو این دستگاه ما فرستنده سیگنال نداریم تا میدان دوم رو تامین کنه. ولی در فیزیک تئوری وجود داره بنام " اسپین نویز ( spin noise) " که میگه حتی در صورت عدم وجود میدان دوم بدلیل وجود نوسانات کوآنتومی اسپین ها ما همیشه سیگنال ناشی از تشدید مغناطیسی اسپین ها چه بصورت nmr و چه بصورت epr رو داریم. این تئوری بارها در آزمایشگاهها تایید شده. پس میشه گفت دیگه نیازی به ارسال سیگنال نداریم و فقط باید سیگنال دریافتی که حدود 1.5 مگاهرتز در epr هست رو تقویت کنیم. حالا چرا این مدار آهن رو ضعیفتر میزنه؟ میشه گفت به این دلیل که وجود فلز مغناطیسی مثل آهن باعث انحراف میدان مغناطیسی زمین میشه و اتم مربوطه میدان رو قویتر یا ضعیفتر احساس میکنه و عملا فرکانس حاصله از الکترون های جفت نشده آهن در رنج بسیار بالاتر یا پایینتر از 1.5 مگاهرتز قرار خواهند گرفت و از رنج کاری مدار خارج میشه.
فقط نکته ای که میمونه و بسیار مهمه اینه که این نوع سیگنال ها بسیار ضعیف هستن و با تکنولوژی موجود برای اندازه گیری اونها باید نمونه داخل کویل گیرنده سیگنال قرار بگیره نه چند متری آنتن! البته در علم مجهولات بسیار زیادی وجود داره. شاید بشه اینطور گفت که وقتی فلز داخل زمین به مدت طولانی قرار میگیره ( در حقیقت تکون نمیخوره) و سیگنال های تابشی تمام الکترونهای جفت نشده با هم به مرور زمان همدوس میشن و همشون با هم تابش میکنن که اینطوری سیگنال دریافتی میتونه بسیار بسیار قویتر دریافت بشه و شاید به همین دلیله که فلز جدید رو نمیزنه ( این قسمت فقط در حد یک فرض بیان شد).
فقط یه جا یکی از دوستان گفته بودن اگه مواد همینطوری تابش مثلا nmr داشته باشن طی سالیان درازی که از عمر کره زمین میگذره باید تا حالا همه جرم زمین بصورت تابش خارج شده بود و دیگه چیزی از زمین باقی نمونده بود. ولی باید گفت بله بیشتر عناصر خودبخود تابش nmr یا epr دارن ولی این نوع تابش خودبخودی که در تئوری اسپین نویز بحث شده ناشی از نوسانات کوآنتومی ذرات است و ذرات برای نوسان کوآنتومی انرژیشون رو از انرژی خلا تامین میکنن که بحثش مفصله و اینجا نمیشه توضیح داد و به زمین ربطی نداره.
بحث بالا در حد تئوری بیان گردید شاید کمک کننده باشه . میبخشید که طولانی شد

حمیدجان تایپیک رو ادامه نمیدین یا هنوز صبر کردین تا اطلاعات تکمیلی حاصل بشه تا در طراحی مدار جدید استفاده کنید

من نظراتم رو عرض کردم و فعلا منتظر تستهای میدانی بیشتر توسط دوستان هستیم. بهرحال اساس کار این طرح هر چه که باشه از لحاظ مداری دیگه مشخصه و دریافت و تقویت فرکانسهایی در رنج 500 کیلوهرتز تا 5 مگاهرتز چیزی هست که مدار انجام میده. این رنج فرکانسی با ایده های زیادی جور در میاد و بنظر میرسه باید در همین حدود باشه و نباید زیاد تغییرش داد. پس هر مدار دیگری هم ساخته بشه کارکردش چندان با این مدار متفاوت نیست. مگر اینکه از تستها نکته جدیدی بدست بیاد. مشکل اساسی کماکان از نظر من میزان شعاعزنی کم و عدم کارکرد صحیح در شرایط مختلف هست که اگر مثل گذشته به همین شکل ادامه داشته باشه نمیتونه بصورت یک سیستم قابل اتکا در کاوش مورد استفاده قرار بگیره.

تازه داشتیم از بحثهای علمی لذت میبردیم نمیدونم چرا یهو اینطوری شد!!
واقعن جای تاسف داره بحثهای اینچنینی اینچنین ساده منحرف میشن!

جسارت من رو ببخشید فقط خواستم بگم که اصلن قرار نیست حتمن همدیگه رو مجبور به پذیرش نظر خودمون بکنیم!
همینکه نظرمون رو بطور کامل و با دلیل و مدرک بیان کنیم کافیه ولی اگه جایی مدرک کافی برای اثبات ادعامون نداریم پافشاری نابجاست!
فقط کافیه بگیم این تنها نظر شخصی اینجانب هست و دلیل و مدرکی برایش ندارم چه بسا که در آینده ادله برای اثباتش پیدا شود..!

بهرحال بعنوان یه عضو مشتاق و کوچک هر دو عزیز دانشمند و گرانقدر خواهش میکنم دوباره به مباحث علمی بپردازیم

ضمن سپاس از توضیحات مفید و جالب جناب mstar

با سلام خدمت دوستان عزیز
جناب mstar آیا ممکنه با تزریق یک سیگنال مشخص و قوی به زمین فرکانس رزونانس epr هم تشدید بشه
و بهتر قابل دریافت باشه ؟
با احترام

بله دوست عزیز. شما با ارسال فرکانس حدودی 1.5 مگاهرتز میتونین فرکانس برگشتی بسیار قویتری رو دریافت کنید. البته باید توجه کنید که اگر جهت میدان مغناطیسی که شما ارسال میکنید عمود بر میدان مغناطیسی ثابت زمین باشه (تقریبا شرقی غربی) سیگنال برگشتیتون قویتر میشه. فرکانس ارسالی هم تقریبا با این رابطه میتونه بدست بیاد :
f=2.802*(10^10)*B
تو این رابطه اگه بجای B مقدار میدان مغناطیسی زمین تو محل مورد نظر رو بزارین فرکانس دقیقتر بدست میاد.
نکته مهم : این نوع سیگنالها فوق العاده ضعیف هستن و همونطور که گفتم برای دریافت سیگنال برگشتی نمونه رو داخل کویل دریافت کننده سیگنال قرار میدن. حالا با این مدار ساده بعید میدونم بشه همچین سیگنالی رو دیتکت کرد. حالا ما فرض رو بر این میزاریم که این همون سیگناله و یک فرض هم کردیم که شاید مثلا طی زمان طولانی که نمونه داخل خاک ثابت قرار میگیره تمامی اسپین ها بصورت همدوس تابش میکنن که این باعث میشه سیگنال برگشتی بسیار بسیار قویتر بشه و اینطوری قابل دریافت هست. در این صورت بر فرض درستی این موضوع شما اگه سیگنال دوم رو با فرکانس حدودی 1.5 مگاهرتز رو بر نمونه اعمال کنید شانس بسیار پایینی خواهید داشت که فرکانس ارسالیتون با نوسانات اسپینی هدف همفاز باشه . و در صورت هم فاز نبودن این دو کاملا همدوسی تابش اسپین ها رو از بین میبرین و دوباره هدف بصورت یک فلز جدید عمل میکنه و سالیان درازی به طول می انجامه که دوباره تابش اسپین ها همدوس بشن. بنابراین ارسال فرکانس دوم فکر نمیکنم در این زمینه مفید عمل کنه. موفق باشید

جناب mstar آیا امواج رادیویی هم میتونن روی تابش اسپینها تاثیر بگذارن؟
اگر اینچنین باشه امواج رادیویی که در هر لحظه چه بصورت مصنوعی و یا طبیعی در فضا منتشر میشن چه تاثیری روی تابش اسپینها دارند و عمق نفوذ این امواج داخل زمین برای تاثیر گذاری روی اسپینها چقدر میتونه باشه؟

mstar عزیز خیلی ممنون از شما.
مطلب جالبی در خصوص فرکانس EPR فرمودین که شاید به موضوع سنس مرتبط باشه. بخصوص که فرکانس 1.5 مگاهرتز دقیقا در رنج کاری این مدار هست. لطفا تحقیقی هم در خصوص فرکانس NQR انجام بدین! فرکانس NQR (رزونانس چهار قطبی اتمی) دارای رنج 0.5 الی 6 مگاهرتز هست که بطرز عجیبی با رنج فرکانس کاری این مدار مطابقت داره و از طرف دیگه NQR ظاهرا تنها فرکانسی در این مقولات هست که برای معدنیابی هم استفاده میشه و جنبه کاربرد عملی در زمینه مشابه کار ما داره! البته متاسفانه این فرکانسها مختص فلزات نیستن.
نکته قابل تامل این هست که اولا این فرکانسها توسط سنسورهای سیم پیچی خاص و تنها تا فواصل چند سانتی قابل اشکارسازی هستن. در ثانی در اکثر مقالات به احتمال تداخل امواج رادیویی موجود در محیط هم اشاره شده که هیچ راه حل قطعی نخواهد داشت. بطور مثال فرکانس 1.5 مگاهرتز که مطرح شد معادل 1500 کیلوهرتز و در منطقه شلوغی از امواج رادیویی انتهای باند MW قرار داره! لذا اگر امواج رادیویی عامل سنس نباشن روی چنین فرکانسی تداخل اونها قطعیت داره و نمیشه در شرایط مختلف جواب خوبی گرفت.

با سلام خدمت mstar عزيز
با تشکر از مطالب علمي و خوبتون, فقط يک مطلب براي من مشتبه شد و اون اينکه در اول پستتون از تاثير مثبت و قدرتمند تزريق سيگنال در زمين و تقويت امواج درونزاي هدف بواسطه اون صحبت نموديد ولي در اخر پست از تاثير بسيار منفي امواج تزريقي و از بين بردن اثر تابش اسپيني هدف صحبت کرديد, حالا نميدونم من بد متوجه شدم يا امواجي که در قسمت نهايي به اون اشاره کرديد جدا از امواج ذکر شده در اول پست هستند؟اگر امکانش هست لطفااين قضيه رو براي من و ساير دوستان مشخص کنيد ممنون ميشيم. با سپاس

درود دوست عزیز. بله امواج رادیویی میتونن روی تابش های اسپین ها اثر بذارن . البته باید توجه کنید که که اگر منظور اسپین الکترونها در epr باشه فرکانس این امواج باید اگر نگیم دقیقا باید تقریبا با فرکانسی که رابطشو تو صفحه قبل نوشتم برابر باشه وگرنه اگه فرکانس این امواج کم و یا زیادتر بشه دیگه هیچ تاثیری ندارن.
همینطور که تو تصویر ملاحظه میکنید اینها فرکانسهایی هستند که معمولا در سیستم های gpr استفاده میشن و عمق نفوذ و همیچنین کوچکترین شیی که میشه باهاشون دیتکت کرد رو تو اون سیستمها نشون میده . برای خاک شنی خشک و فرکانس 100MHZ زده بیشتر از 18 متر. البته باید توجه کنید عمق نفوذ بسیار زیادتر از این اعداد هست ولی عمقی که تو جدول داده نشان دهنده عمقی هست که موج برگشتی قابل دیتکت کردن است. امواج الکترومگنتیک چه طبیعی چه مصنوعی با فرکانسی برابر فرکانس تشدید مغناطیسی اسپین ها میتونن باعث رزونانس اسپینی بشن، فرقی نمیکنه.