kvanttimagnetometrejä

Kvanttimagnetometrit ovat erittäin herkkiä magneettikentän mittauslaitteita, jotka hyödyntävät kvanttimekaniikan ilmiöitä. Toisin kuin perinteiset magnetometrit, jotka perustuvat klassisen fysiikan periaatteisiin, kvanttimagnetometrit saavuttavat huomattavasti paremman tarkkuuden ja herkkyyden. Nämä laitteet perustuvat usein atomien tai muiden kvanttisysteemien ominaisuuksiin, kuten elektronien tai atomiydinten spinin vuorovaikutukseen magneettikentän kanssa.

Yleisimpiä kvanttimagnetometrien tyyppejä ovat optisesti pumpatut magnetometrit (OPM) ja atomikellosignaaleihin perustuvat magnetometrit. Optisesti pumpatuissa magnetometreissä hyödynnetään valoa atomien energiatasojen pumppaamiseen ja niiden reagointien mittaamiseen ulkoiseen magneettikenttään. Atomikellosignaaleihin perustuvat magnetometrit puolestaan käyttävät atomien resonanssitaajuuksia, jotka ovat erittäin herkkiä magneettikentän muutoksille.

Kvanttimagnetometrien sovellusalueet ovat laajat. Niitä käytetään geofysiikassa maaperän ja meren alaisten magneettisten anomalian tutkimiseen, mikä auttaa mineraaliesiintymien ja arkeologisten kohteiden paikantamisessa. Lääketieteessä niitä hyödynnetään esimerkiksi magnetoenkefalografiassa (MEG) aivojen sähköisen toiminnan mittaamiseen ilman suoraa kosketusta. Lisäksi kvanttimagnetometrejä voidaan käyttää materiaalitutkimuksessa, navigointijärjestelmissä ja fysiikan peruskokeissa. Niiden kehitys jatkuu edelleen, avaten uusia mahdollisuuksia tieteelle ja teknologialle.