發布日期：2022-07-14 點擊率：50
由美國國家標準與技術研究所NIST(National Institute of Standards and Technology )開發的迷你磁力計的靈敏度比現行基于芯片的磁力計的1000倍還要強。
這種小型的廉價迷你磁力計可以達到femtotesla(磁場強度單位)級別上的準確性,過去在專用領域內龐大而昂貴的超導體量子干涉裝置SQUIDs中才能達到這種準確性。
利用半導體激光通過米粒大小的充滿銣蒸汽的管型瓶,NIST的研究人員在1毫米尺寸的封裝上達到了70 femtotesla的準確度。這個研究團隊展示了使用迷你磁力計記錄了老鼠的心跳過程的例子；他們預期迷你磁力計也可以在腦磁波描記法(MEG)中得到應用,用來檢測腦電波。比如,MEG頭盔可以實時對大腦進行掃描,還有進行低造價的磁共振成象,還可以用在超敏機場探測儀中檢測爆炸和毒素等。
SQUIDs可以得到稍好的檢測結果,但是低溫箱的溫度需要昂貴的冷卻過程,這使得SQUIDs造價高而且體積笨重。NIST新開發的迷你磁力計體積小而且可以在室溫下工作。
迷你磁力計尺寸小而且可以在室溫下工作的關鍵原因在于透明的銣蒸汽管只有3×2×1立方毫米。管子里面是大概含1000億個原子的銣氣體。NIST的技術使用了廉價的紅外半導體激光束通過銣蒸汽管。IR半導體檢測儀用來測量透射光強度。在磁場中,光會變暗,磁場越強,被銣蒸汽吸收的光能量越多。
光變暗的機制在于在磁場存在的情況下的光旋壓銣原子,隨激光束的極性自然排列,這就使得光可以不被削弱而通過,但是在正交磁場中,旋轉的銣原子和激光束方向相反,這就得到了使光變暗的效果。
NIST的研究員目前正在研究核四極矩共振裝置,這種裝置使用了迷你磁力計；該研究機構計劃可以在探測中進行頻譜掃描,比方說,易爆物中的氮化合物。
