Il magnetometro atomico utilizza le proprietà di spin degli elettroni del guscio esterno degli atomi di metalli alcalini, impiegando laser a pompa come mezzo di manipolazione per indurre la polarizzazione dello spin in questi atomi. Quando sottoposti a un debole campo magnetico esterno, gli atomi di metalli alcalini subiscono la precessione di Larmor, alterando il loro assorbimento dei laser di rilevamento, ottenendo così misurazioni del campo magnetico ad alta sensibilità.
I magnetometri atomici possiedono caratteristiche come elevata sensibilità, dimensioni ridotte, basso consumo energetico e portabilità, che probabilmente porteranno l'umanità in una nuova era nei campi di rilevamento magnetico come la ricerca scientifica e le applicazioni biomediche in futuro.
Il rilevamento magnetico cardiaco aiuta nella diagnosi precoce della malattia coronarica, nell'esame dell'attività cardiaca fetale e nella localizzazione di focolai di ritmo cardiaco anomalo ed è senza contatto, non invasivo e veloce. Le apparecchiature di rilevamento magnetico cardiaco multicanale basate sul magnetometro atomico possono misurare chiaramente i segnali del campo magnetico del cuore, eliminando elevati costi operativi e di manutenzione rispetto ai tradizionali magnetometri cardiaci superconduttori e hanno il potenziale per un'ampia gamma di applicazioni cliniche.
La magnetoencefalografia, una tecnica emergente di imaging cerebrale, rileva il campo magnetico del cervello con una risoluzione temporale milliseconda e una risoluzione spaziale millimetrica. Poiché il cranio e i suoi tessuti molli tra cervello e cuoio capelluto non distorcono e attenuano i segnali magnetici, non si verifica alcuna distorsione dei segnali magnetoencefalografici. Inoltre la Magnetoencefalografia ha il vantaggio di essere sicura e non invasiva in quanto non è necessario assumere farmaci radioattivi né esporsi a radiazioni durante l'esame.
Il dispositivo per magnetoencefalografia basato sul magnetometro atomico può essere progettato come un dispositivo “indossabile” per registrare la magnetoencefalografia durante l’esercizio. Inoltre, il dispositivo è di piccole dimensioni e ha bassi costi di funzionamento e manutenzione, il che favorisce la divulgazione dell'applicazione.
Riferimento: Natura 555 , 657 (2018)
Atomo | Rb-87 |
Sensibilità | <15 ft/√Hz |
Larghezza di banda | 1~100 Hz |
Allineare | ±5 nT |
Direzione di misurazione | Asse Z/Y/Z&Y |
Uscita del segnale | Segnale analogico e segnale digitale |
Campo magnetico di fondo | -100 nT~100 nT |
Numero di canali | Espandibile fino a 256 canali |
Dimensione della sonda | 30 mm*16 mm*12 mm |