Магнитное поле невидимо, но его можно услышать. Атомы рубидия внутри стеклянной ячейки реагируют на него, как струны на смычок: радиоволны заставляют их колебаться между энергетическими состояниями. Частота этих колебаний зависит от силы поля, а амплитуда — от его направления. Спектроскопия превращает эти колебания в измеримый сигнал.
Обычные магнитометры слепнут, когда поле направлено вдоль луча лазера: сигнал пропадает, и прибор не видит поле. Здесь эту мёртвую зону обошли: радиоволны поляризованы по кругу, как штопор, и атомы откликаются на них при любом положении поля. Учёные калибруют прибор, поворачивая внешнее поле и записывая, как меняется отклик. Так датчик узнаёт, где какой «штопор» и как его интерпретировать.
Такая точность открывает путь к миниатюрным датчикам для навигации без GPS, для карт магнитных аномалий в геологии и для медицинских сканеров, которые видят слабые поля сердца и мозга. Всё это — без громоздкой оптики и без вращения самого датчика.
Атомы рубидия в датчике раскачиваются радиоволнами на частоте около 100 килогерц — это ниже, чем слышит человеческое ухо, но выше, чем пульс кита.
В романе «Мир-Кольцо» Ларри Нивена герои используют сверхточные магнитные компасы, чтобы ориентироваться в недрах искусственного мира — такой датчик мог бы стать их прототипом.