Миниатюрный левитирующий магнит обнаруживает сверхслабые магнитные поля при комнатной температуре
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи создали миниатюрный левитирующий магнит, способный регистрировать магнитные поля напряжённостью до 32 фемтотесла на корень из герца при комнатной температуре, сообщается в статье Science. Датчик парит в вакуумной камере, фиксирует наклон с помощью лазера и снижает тепловой магнитный шум более чем на 70% за счёт пластины из графита и эпоксидной смолы.
Левитирующий датчик
Датчик представляет собой постоянный магнитный диск размером меньше рисового зерна, подвешенный в стеклянной вакуумной камере. Расположенный сверху штабель магнитов тянет диск вверх, противодействуя силе тяжести, а графитовая пластина снизу создаёт отталкивающую силу для стабилизации. Лазерный луч непрерывно отражается от поверхности диска; когда внешнее поле наклоняет магнит, смещение луча фиксируется и преобразуется в электрический сигнал.
Измерение чувствительности
Для количественной оценки чувствительности команда генерировала слабые искусственные магнитные поля с помощью проволочных катушек вокруг камеры. Прибор показал чувствительность 32 фемтотесла на корень из герца — уровень, позволяющий регистрировать магнитные сигналы мозга и сердца, обычно требующие криогенного охлаждения. Такая чувствительность достигнута без экранированных комнат и жидкого гелия.
Снижение теплового шума
Ключевое новшество — нижняя графитовая пластина, изготовленная из порошкового графита на эпоксидной основе. Этот материал уменьшил дробовой шум — случайные тепловые движения зарядов — более чем на 70% по сравнению с обычными датчиками. Подавление шума позволяет парящему магниту воспринимать значительно более слабые сигналы при комнатной температуре, обходя главный недостаток существующих магнитометров.
Что дальше
Теперь устройство готово к практическим испытаниям в биомедицинских и физических приложениях; команда планирует интегрировать его в портативные системы. Пока неясно, насколько быстро технологию удастся коммерциализировать или масштабировать.
1 источник
Миниатюрный левитирующий магнит обнаруживает сверхслабые магнитные поля при комнатной температуре
