Алмазный сенсор улавливает магнитные сигналы сердца экспресс
Крошечный дефект в алмазе — словно микроскопическое ухо, способное уловить магнитное «дыхание» сердца. Такие сенсоры работают при комнатной температуре и не больше песчинки.
Чтобы услышать слабый сигнал в шумной комнате, инженеры использовали два датчика: как наши уши сравнивают звук, чтобы вычленить речь, так и пара алмазных «ушей» вычитает магнитный фон. Это позволило записать магнитокардиограмму без громоздкой экранировки.
Ирония в том, что датчиком служит не идеальный алмаз, а его изъян — атом азота рядом с пустотой в решетке. Именно этот дефект под светом оптической спектроскопии превращается в сверхчувствительный элемент. В перспективе такие сенсоры могут стать основой бесконтактных диагностических пластырей — дешевле и портативнее традиционных магнитометров.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2601.18843
We demonstrate direct, non-invasive and non-contact detection of human cardiac magnetic signals using quantum sensors based on nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond. Three configurations were employed recording magnetocardiography (MCG) signals in various shielded and unshielded environments. The signals were averaged over a few hundreds up to several thousands of heart beats to detect the MCG traces. The compact room-temperature NV sensors exhibit sensitivities of 6-26 pT/Hz^(1/2) with active sensing volumes below 0.5 mm^3, defining the performance level of the demonstrated MCG measurements. While the present signals are obtained by averaging, this performance already indicates a clear path toward single-shot MCG sensing. To move beyond shielded environments toward practical clinical use, strong noise suppression is required. To this end, we implement NV-based gradiometry and achieve efficient common-mode noise rejection, enabled by the intrinsically small sensing volume of NV sensors. Together, these multi-platform results obtained across diverse magnetic environments provide a solid foundation for translating quantum sensors into human medical diagnostics such as MCG and magnetoencephalography (MEG).
Впервые магнитный пульс сердца поймали в 1963 году — установка была размером с автомобиль и требовала дорогой магнитной изоляции.
Медицинский трикодер из «Звёздного пути» ближе, чем кажется: компактный алмазный сенсор считывает магнитные ритмы без прикосновения.