Крошечный алмазный компас заглядывает внутрь батарей ⚡ экспресс
Миниатюрный алмазный квантовый магнитометр с головкой диаметра 6 мм и чувствительностью 91 пТ/√Гц (полоса 2 кГц) работает в неэкранированной среде благодаря решению проблемы сбора флуоресценции. Для этого использован многожильный оптоволоконный жгут, разделяющий каналы возбуждения и сбора, и индивидуальный микрообъектив с высокой числовой апертурой. Компактный блок на ПЛИС реализует микроволновое управление, синхронное детектирование и отслеживание резонанса, обеспечивая стабильность при визуализации. Возможности продемонстрированы картированием магнитного поля коммерческого литий-ионного аккумулятора с восстановлением глубинных карт тока. Сочетание чувствительности и зондовой геометрии открывает новые пути для измерений в ограниченных объёмах, в частности в батарейных технологиях.
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.
🎯 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.