能“悬浮”测磁场的新传感器，或可捕捉大脑微弱活动

图注：激光束追踪悬浮在真空腔中的小磁体，记录它在磁场作用下摇摆的运动。图片来源：北京大学魏杰。
研究人员把一枚可以悬浮的磁体改造成测量磁场的装置，也就是磁强计，其灵敏度足以探测大脑电活动产生的微弱磁场。这项技术比现有方法更简单，相关成果发表于《科学》。
目前一些最灵敏的磁强计使用环形超导量子干涉器件SQUID，但需要在接近绝对零度的超低温下工作，因此要配备复杂低温系统。另一类先进设备称为无自旋交换弛豫SERF磁强计，又几乎必须完全屏蔽外界磁场干扰。这些限制使装置更复杂，也迫使待测样品与磁强计之间保持更大距离。
新研究中的悬浮磁强计把测量距离缩短到几百微米。它也比另一种用金刚石制作的磁强计灵敏数个数量级。
这种装置的核心是一枚小于1毫米、极其灵敏的指南针式传感器磁体。北京大学物理学家魏杰及其合作者把传感器磁体悬浮在一个上方提升磁体和一个下方抗磁体之间。抗磁体会因上方磁场而产生反向磁场，把传感器磁体向上推住，使悬浮稳定。
激光从传感器磁体反射到探测器上。当样品靠近装置时，磁体朝向发生微小变化，激光即可测出。整个装置放在一个大约保鲜盒大小的真空腔中。
魏杰说，仪器的高精度来自多种降噪技术的组合。磁线圈和阻尼系统可减弱杂散磁场和机械振动带来的噪声。他表示，当探测量级达到飞特斯拉时，即使一层铝箔也可能引入100飞特斯拉噪声。飞特斯拉比地球磁场弱100亿倍。