Mały magnetometr

Mały magnetometr

Naukowcy w Narodowym Instytucie Standardów i Technologii (NIST) w USA zaprezentowali magnetyczny czujnik o niskim poborze mocy. Czujnik ten ma rozmiar ziarna ryżu i potrafi wykryć zmiany pola magnetycznego rzędu 50 pikotesli – milion razy słabsze niż pole magnetyczne Ziemi.

Urządzenie może być zasilane z baterii i jest około 100 razy mniejsze niż czujniki wykorzystujące zmiany na poziomie atomowym o podobnej wrażliwości, które przeciętnie ważą kilka kilogramów. Czujnik działa wykrywając minutowe zmiany w poziomach energii elektronów występujące w obecności pola magnetycznego.

Bardzo mała ilość rubidu zamknięta w przeźroczystej komórce jest podgrzewana tak, by utworzyła się para rubidowa. Światło z lasera półprzewodnikowego jest przesyłane poprzez parę atomową. W zależności od natężenia pola magnetycznego zmienia się ilość światła, jaka jest absorbowana przez atomy. Fotoczujnik wykrywa tą zmianę.

Według Petera Schwindt, jednego z naukowców w NIST, najważniejszą zaletą nowego czujnika jest jego dokładność i wrażliwość przy małym rozmiarze. Magnetometry fluxgate osiągają podobną lub lepszą wrażliwość ale są dużo mniej dokładne i dużo większe. Mierzą też tylko porcję pola magnetycznego skierowaną wzdłuż czujnika, podczas gdy magnetometry atomowe mierzą całkowitą siłę pola, co jest potrzebne w wielu zastosowaniach obrazowania magnetycznego i wyszukiwania.

Nadprzewodzące interferometry kwantowe SQUID są bardziej wrażliwe ale wymagają schładzania kriogenicznego, co zasadniczo zwiększa ich rozmiar, pobór mocy i koszt. Urządzenia magnetooporowe takie jak te służące do czytania komputerowych dysków twardych są małe i tanie, ale zazwyczaj mniej wrażliwe i mniej dokładne.