中德团队开发悬浮磁传感器
中国北京大学与德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学的研究人员开发出一款超高精度磁力计Levitated Magnet Magnetometer,简称LeMaMa。该设备可在室温下工作,并能探测飞特斯拉级磁信号——其强度比地球磁场弱数十亿倍,据《南华早报》报道。
没有转轴和悬线的磁体
LeMaMa的核心是一块厚0.4毫米的微型灵敏磁体,它无需转轴或悬线便可悬浮在空中。另一块磁体产生抵消重力的力,而下方专门设计的抗磁材料则稳定其位置。
在外部磁场影响下,传感器磁体会发生轻微偏转。通过测量这些运动,科学家能够确定外部磁场的强度及其变化。该传感器被置于真空腔内,整套装置安装在隔振平台上,以降低外部噪声的影响。
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无需低温冷却即可工作
该报指出,此前的飞特斯拉级测量通常需要在接近绝对零度的温度下工作的超导量子干涉器件,或采用加热蒸汽和强磁屏蔽的原子磁力计。
LeMaMa不需要液氦、加热装置或大型屏蔽室。整个系统可装入一个约午餐盒大小的真空腔内。在实验室测试中,该仪器在远强于其信号的地球天然磁场背景下探测到了超弱磁振荡。
该研究的通讯作者、北京大学物理学院副教授纪伟表示,室温运行、小型部件和高灵敏度的结合,使该设备有望用于基础物理实验。他说,团队已经成功使用LeMaMa搜寻轴子暗物质,并在某一质量范围内提高了相较于此前结果的灵敏度。潜在应用领域还包括神经信号研究、磁成像和地球物理勘探。