Wissenschaftler haben einen schwebenden Magneten in ein Magnetometer verwandelt, das empfindlich genug ist, um die schwachen magnetischen Signale der elektrischen Aktivität des Gehirns zu messen – mit einem Design, das weitaus einfacher ist als heutige Spitzengeräte. Die Arbeit wird heute in Science von dem Physiker Wei Ji und Mitarbeitern der Universität Peking vorgestellt.
Im Herzen des Geräts steckt eine äußerst empfindliche Kompassnadel von weniger als einem Millimeter Größe: ein winziger Dauermagnet, schwebend zwischen einem Hubmagneten darüber und einem diamagnetischen Stabilisator darunter, abgetastet von einem Laserstrahl in einer Vakuumkammer von der Größe einer Brotdose.
Die empfindlichsten bisherigen Magnetometer benötigen entweder kryogene Kühlung (SQUIDs) oder nahezu perfekte magnetische Abschirmung (SERF-Magnetometer). Das Schwebedesign umgeht beides, verkleinert den Abstand zwischen Probe und Sensor auf wenige hundert Mikrometer und ist um Größenordnungen empfindlicher als Magnetometer auf Diamantbasis.
Auf dieser Skala ist die Rauschkontrolle extrem. „Wenn man auf der Femtotesla-Skala misst, kann schon eine dünne Aluminiumfolie 100 Femtotesla Rauschen erzeugen“, sagt Ji – ein Femtotesla ist zehn Milliarden Mal schwächer als das Erdmagnetfeld.
Über die Biophysik hinaus, so das Team, könnte das Gerät eines Tages auch zur Jagd nach Dunkler Materie dienen – ein magnet in Brotdosengröße als eines der vielversprechendsten neuen Augen für Gehirn und Universum.
