Физики создали магнитометр на основе парящего в воздухе магнита, способный улавливать слабейшие магнитные поля, порождаемые электрической активностью мозга. Новая технология оказалась проще существующих подходов и при этом демонстрирует впечатляющую чувствительность.
Самые точные современные магнитометры требуют экстремальных условий работы. Сверхпроводящие квантовые интерференционные устройства (SQUID) функционируют только при температурах, близких к абсолютному нулю, что требует сложных криогенных систем. Другой передовой прибор — SERF-магнитометр — нуждается в практически идеальной защите от внешних магнитных помех. Оба этих требования усложняют конструкцию прибора и увеличивают расстояние между образцом и детектором.
Левитирующий магнитометр сокращает это расстояние до нескольких сотен микрометров. По сути, это исключительно чувствительная стрелка компаса размером менее миллиметра. Вэй Цзи, физик из Пекинского университета, вместе с коллегами подвесил сенсорный магнит между «подъемным» магнитом над ним и диамагнетиком снизу. Диамагнетик — это материал, который генерирует собственное противоположное магнитное поле в ответ на поле подъемного магнита, выталкивая сенсор вверх и стабилизируя его положение.
Лазер отражает свет от парящего магнита на детектор, фиксируя малейшие изменения его ориентации при приближении образца. Вся конструкция помещена в вакуумную камеру размером примерно с пищевой контейнер.
Достижение такой точности потребовало тщательной комбинации методов подавления шума. Магнитные катушки и демпфирующие системы снижают помехи от блуждающих магнитных полей и механических вибраций. «Когда вы работаете на уровне фемтотесла, даже тонкая алюминиевая фольга может создать шум в 100 фемтотесла», — объясняет Цзи. Для сравнения: поле в 1 фемтотесла в десять миллиардов раз слабее магнитного поля Земли.
Источник: hi-tech.mail.ru