Los investigadores miden de forma rutinaria los campos magnéticos para comprender mejor una amplia gama de fenómenos naturales, incluidos los movimientos geológicos, erupciones solares, comunicación neuronal en el cerebro, y procesos químicos a escala molecular.

Muchas mediciones de campo magnético de última generación se realizan en entornos protegidos con condiciones cuidadosamente controladas. Sin embargo, los avances significativos en la sensibilidad del magnetómetro también han ido acompañados de serios intentos de llevar estos magnetómetros a entornos de trabajo desafiantes.

En Ciencia cuántica AVS , investigadores de la Universidad de Washington, Johannes Gutenberg-Universitat, y la Universidad de California, Berkeley proporciona una descripción general de cómo la comunidad de investigadores ha logrado estas mediciones sensibles en entornos extremos, así como fuera de entornos altamente controlados. Los investigadores discuten las formas en que se han adaptado varias tecnologías de magnetómetros de bombeo predominantemente óptico para su uso en una amplia gama de entornos ruidosos y físicamente exigentes.

"Verá algunas imágenes y discusiones sobre implementaciones de magnetómetros que no se ven comúnmente en artículos de revistas científicas estándar, ", dijo el autor Kai-Mei Fu." Queríamos resaltar todas las cosas que pueden salir 'mal' para motivar el despliegue de las herramientas y trucos que la comunidad ha desarrollado para mitigar estos desafíos ".

Si bien los magnetómetros con alta sensibilidad son atractivos para medir señales diminutas, los experimentadores también deben lidiar con el entorno en el que se realizará la medición.

Los investigadores exploran fuentes de ruido magnético relevantes que son omnipresentes en el laboratorio, campo, y entornos urbanos, como un automóvil que pasa o un ascensor en movimiento. Los investigadores exploran las técnicas comunes para mejorar la señal y reducir el ruido, arrojar luz sobre los sensores híbridos emergentes en los que la correlación de diferentes modalidades de sensor puede ser particularmente útil cuando se trata de entornos desafiantes.

Los investigadores examinan los desafíos físicos presentados en la práctica, magnetometría de alta sensibilidad, particularmente en una de las áreas principales de la magnetometría, el estudio de materiales. Para estos estudios, los sensores deben poder operar en temperaturas extremas, del calor extremo al frío criogénico, y en presiones que van desde muy altas a muy bajas.

También exploran la magnetometría a nivel celular, porque ha surgido un interés significativo en el uso de la magnetometría para estudiar los procesos biológicos y las estructuras biomoleculares de los organismos vivos, incluida la magnetometría del cerebro, nervios y músculo.

"La gama actual de aplicaciones en los magnetómetros de bombeo óptico es realmente enorme, desde el monitoreo de perturbaciones magnéticas en el espacio cercano hasta la detección de actividad neuronal, ", dijo Fu." Esperamos que esta revisión proporcione al lector un conjunto de ideas generales y específicas de cómo hacer frente a los diversos desafíos que surgen en la forma de mediciones magnéticas de precisión de la vida real o de otro tipo ".