В Российском квантовом центре (РКЦ) введена в эксплуатацию уникальная безмагнитная камера со стенками из железо-никелевого сплава, в тысячу раз ослабляющими внешние магнитные поля. Такая магнитонепроницаемая комната позволит провести калибровку и настройку сверхчувствительных сенсоров из монокристаллических пленок ферритов-гранатов, которыми ученые надеются заменить сверхпроводящие магнитные сенсоры, используемые в магнитокардиографии. Об этом сообщается в пресс-релизе РКЦ, поступившем в редакцию.
Комната, создание которой обошлось в 275 тысяч евро, требуется для исследований группы доктора физико-математических наук Владимира Белотелова. Она занимается разработкой сверхчувствительных магнитных сенсоров на базе монокристаллических пленок ферритов-гранатов. Первые образцы новых сенсоров уже готовы, однако для их успешной работы нужна калибровка, которая позволяла бы им «игнорировать» внешние магнитные поля.
Для калибровки и настройки сенсоров нужен своего рода «магнитный вакуум», который и обеспечивают стены магнитонепроницаемой комнаты, где могут работать одновременно до трех экспериментаторов. В настоящее время ученые уже начинают проводить в комнате эксперименты с регистрацией магнитных полей сердец подопытных грызунов, а затем планируют перейти к измерениям магнитного поля сердца человека. Процесс создания комнаты можно увидеть ниже:
Предполагается, что такие сенсоры могут достигнуть чувствительности, близкой к одному фемтотесла, причем при комнатной температуре. Такого уровня достаточно, чтобы по изменению магнитных полей сердца за сутки диагностировать приближающийся инфаркт.
В настоящее время задачи магнитной кардиографии решаются с помощью сверхпроводящих магнитных сенсоров (СКВИДов), требующих охлаждения жидким гелием. Такие системы не только дороги (от миллиона долларов за установку), но и очень громоздки. Их практическая ценность ограничена тем, что такие установки являются стационарными, поэтому больные сердечными заболеваниями не могут рассчитывать на постоянный мониторинг с помощью подобных аппаратов.
По расчетам группы Белотелова, их магнитомодуляционные сенсоры будут примерно в 100 раз дешевле одной установки для магнитокардиографии на базе СКВИДов. Кроме того, они работают при комнатной температуре и являются намного более компактными. В теории такие тонкопленочные кардиографы могут быть использованы для постоянного мониторинга состояния людей даже за пределами больничных учреждений.
Прототипы новых сенсоров можно будет увидеть на выставке, которая пройдет в рамках 3-й Международной конференции по квантовым технологиям 13-17 июля 2015 года в Москве.