📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

يعمل خلل صغير في بلورة الألماسة كهوائي حساس. إذا تذبذب مجال مغناطيسي قريب، يستجيب هذا الخلل — شاغر النيتروجين — بتوهج. سابقًا، لسماع الإشارة، كان لا بد من تجميع العديد من القياسات المتكررة، كما لو كنت تستمع إلى همس وأذنك ملتصقة بالباب. الآن، تكفي "نظرة" قصيرة واحدة.

أظهر مؤلفو العمل أن شدة وطور المجال المغناطيسي المتغير بتردد 4 ميغاهرتز يُستخرجان من قياسين متتاليين فقط. الدقة هنا — 78 نانو تسلا في السعة و63 ميلي راديان في الطور، والدقة الزمنية — 320 ميكروثانية. للمقارنة: 78 نانو تسلا أضعف بحوالي مئة ألف مرة من المجال المغناطيسي للأرض.

كما اختبر العلماء ما يحدث عندما لا يتطابق تردد الإشارة التجريبية مع تردد المجال، وكيف يتصرف الأسلوب في المجالات القوية. يمكن تقدير الأخطاء مسبقًا. علاوة على ذلك، يسمح البروتوكول بتغيير تردد الإشارة التجريبية أثناء التجربة — مثل ضبط جهاز راديو أثناء التنقل.

يقرب هذا النهج استخدام مستشعرات الألماس من مراقبة العمليات المغناطيسية السريعة في الزمن الحقيقي: من نشاط الخلايا العصبية إلى الدوامات في الموصلات الفائقة. ألماسة واحدة، قياس واحد — ولقطة فورية لللامرئي.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.23712

Nitrogen-vacancy centers in diamond have been shown to be capable of detecting AC magnetic fields with high sensitivity, spectral resolution, and spatial resolution. However, most studies so far have focused on the regime of time-averaged or time-correlated measurements, while little attention has been paid to the single-shot regime. Here we show that the amplitude and phase of an AC field can be retrieved from a single pair of two consecutive measurements. We demonstrate this concept by measuring a 4 MHz AC field with a per-shot amplitude and phase sensitivity of 78 nT and 63 mrad, respectively, at a temporal resolution of 320 us. We also investigate the effects and quantify the errors resulting from probe frequency detunings, as well as operating in the strong field regime. Moreover, we showcase the ability of the measurement protocol to dynamically change the probe frequency in real-time. This work advances the use of NV centers for real-time measurements of AC magnetic fields.