Chińsko-niemiecki zespół opracował lewitujący czujnik magnetyczny

Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego w Chinach oraz Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji w Niemczech opracowali ultraprecyzyjny magnetometr Levitated Magnet Magnetometer, czyli LeMaMa. Urządzenie działa w temperaturze pokojowej i może rejestrować sygnały magnetyczne na poziomie femtotesli — miliardy razy słabsze od pola magnetycznego Ziemi, informuje South China Morning Post.

Magnes bez osi i zawieszenia

Sercem LeMaMa jest miniaturowy czuły magnes o grubości 0,4 mm, utrzymywany w powietrzu bez osi ani nici zawieszenia. Inny magnes wytwarza siłę kompensującą grawitację, a specjalnie opracowane materiały diamagnetyczne znajdujące się poniżej stabilizują jego położenie.

Pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego magnes-czujnik nieznacznie się odchyla. Mierząc te ruchy, naukowcy mogą określać siłę i zmiany zewnętrznego pola. Czujnik umieszczono w komorze próżniowej, a całą instalację zamontowano na platformie z izolacją drgań, aby zmniejszyć wpływ zewnętrznych zakłóceń.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Działanie bez chłodzenia kriogenicznego

Jak zauważa publikacja, wcześniejsze pomiary na poziomie femtotesli wymagały zazwyczaj albo nadprzewodzących kwantowych urządzeń interferencyjnych działających w temperaturach bliskich zeru absolutnemu, albo magnetometrów atomowych z podgrzaną parą i silnym ekranowaniem magnetycznym.

LeMaMa nie wymaga ciekłego helu, ogrzewania ani dużego ekranowanego pomieszczenia. Cały system mieści się w komorze próżniowej mniej więcej wielkości pudełka śniadaniowego. W testach laboratoryjnych urządzenie zarejestrowało ultrasłabe fluktuacje magnetyczne na tle znacznie silniejszego naturalnego pola magnetycznego Ziemi.

Autor korespondencyjny badania, Ji Wei, adiunkt w Szkole Fizyki Uniwersytetu Pekińskiego, oświadczył, że połączenie pracy w temperaturze pokojowej, niewielkich komponentów i wysokiej czułości czyni urządzenie obiecującym dla eksperymentów z zakresu fizyki fundamentalnej. Jak powiedział, zespołowi udało się już wykorzystać LeMaMa do poszukiwania aksjonowej ciemnej materii i zwiększyć czułość w porównaniu z wcześniejszymi wynikami w określonym zakresie mas. Wśród możliwych zastosowań wymieniono także badanie sygnałów neuronowych, obrazowanie magnetyczne i poszukiwania geofizyczne.

Czytaj nas na Telegram i Sends