Edward Mills Purcell (1912–1997) war ein US-amerikanischer Physiker und einer der beiden Entdecker der „Kernspinresonanz“ (Nuclear Magnetic Resonance, NMR). Seine Arbeiten lieferten die physikalische Grundlage für die spätere Entwicklung der Magnetresonanztomografie (MRT).
Biographical Data
Purcell wurde 1912 in Taylorville, Illinois geboren. Er promovierte an der Harvard University und forschte dort später auch als Professor für Physik. 1945 gelang ihm – unabhängig von Felix Bloch – die erstmalige Messung von Kernspinresonanz in kondensierter Materie. Für diese Entdeckung erhielten beide 1952 den Nobelpreis für Physik. Purcell starb 1997 in Cambridge, Massachusetts.
Scientific Contributions
Gemeinsam mit seinen Kollegen entdeckte Purcell 1945 die „Resonanzabsorption von Radiowellen durch Wasserstoffkerne in festen und flüssigen Proben“ – heute als „Kernspinresonanz“ (NMR) bekannt. Dabei wird der Kernspin von Atomen in einem starken Magnetfeld durch elektromagnetische Impulse angeregt und gibt charakteristische Signale ab.
Diese Technik wurde später zur Grundlage:
– der NMR-Spektroskopie in der Chemie
– der Magnetresonanztomografie (MRT) in der Medizin
Purcell leistete auch Beiträge zur Astrophysik, unter anderem durch den Nachweis der 21-cm-Wasserstofflinie im interstellaren Raum – ein Meilenstein der Radioastronomie.
Bedeutung in MRT-Physik und medizinischer Bildgebung
Purcells Erkenntnisse über den Spin, die Präzession und die Relaxation von Kernen im Magnetfeld sind zentrale Bausteine der MRT-Physik. Ohne die präzise Beschreibung der Resonanzbedingungen und Signalentstehung wäre die heutige Bildgebung des Gehirns, Herzens oder Bewegungsapparates nicht möglich.
Zusammen mit Felix Bloch gilt Purcell als Begründer der quantitativen kernmagnetischen Bildgebung.
Sources and Literature
Purcell EM, Torrey HC, Pound RV. Resonance absorption by nuclear magnetic moments in a solid. Phys Rev. 1946;69(1–2):37–38.
Bloch F, Purcell EM. Nobel Lectures in Physics, 1952.
Bushberg JT et al. The Essential Physics of Medical Imaging. Wolters Kluwer, 2021.
Netter FH. Atlas of Human Anatomy. Elsevier, 2023.
