Крошечный алмазный компас заглядывает внутрь батарей экспресс
Обычные магнитные датчики теряют чувствительность при уменьшении размеров. Но учёные превратили крошечный алмаз в световой компас. В отличие от ювелирных алмазов, здесь ценны не чистота, а искусственно созданные дефекты — они-то и превращают кристалл в компас. Под лучом лазера эти дефекты начинают светиться, но магнитное поле резко гасит свечение. Так алмаз показывает направление и силу поля.
Секрет чёткости — в оптоволоконном жгуте из множества стеклянных нитей. Одна нить несёт луч к алмазу, другие собирают ответный свет, исключая помехи. Вся эта оптическая система вместе с алмазом помещается в наконечнике диаметром 6 мм — тоньше карандаша.
Датчик настолько чувствителен, что улавливает поля в миллионы раз слабее земного, и не нуждается в громоздкой защите. Его поднесли к работающему литий-ионному аккумулятору и с помощью спектроскопических измерений построили карту внутренних токов.
Такая технология пригодится для проверки микрочипов, имплантатов и даже для изучения живых тканей.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.18871
Transitioning quantum magnetometry from laboratory environments to real-world applications has been limited by a persistent trade-off between sensor miniaturization and magnetic sensitivity. While bulky systems can achieve high sensitivity, endoscopic probes commonly suffer from inefficient fluorescence collection and reduced performance. Here we resolve this trade-off and present a miniaturized diamond quantum magnetometer with a 6 mm diameter endoscopic sensor head, achieving a magnetic-field sensitivity of 91 pT/sqrt(Hz) with a 2 kHz measurement bandwidth in a magnetically unshielded environment. The fluorescence collection bottleneck is overcome by separating excitation and collection into different cores of a fused multi-core fiber bundle, coupled to the diamond through a custom high-numerical-aperture micro-objective. A compact FPGA-based backend performs microwave control, lock-in detection and real-time resonance tracking, enabling robust operation during magnetic-field imaging. To demonstrate the practical utility of the miniaturized sensor, we image the magnetic field of a commercial lithium-ion pouch cell during charge and discharge and reconstruct depth-integrated current-density maps of the current flow. These results show that endoscopic diamond magnetometers can combine high sensitivity with a probe geometry suitable for confined, unshielded measurements, opening new avenues in battery technology and beyond.
Эти датчики уже тестируют для регистрации нервных импульсов: они чувствуют сверхслабые магнитные поля, которые создают нейроны.
Этот прибор напоминает трикодер из «Звёздного пути» — портативный сканер, который видит внутреннюю структуру объектов.