光学磁场传感器可以检测来自神经系统的信号

量子物理学：人体由例如大脑，心脏和神经系统中的电脉冲控制。这些电信号会产生微小的磁场，医生可将其用于诊断各种疾病，例如年轻人胎儿的大脑或心脏疾病。尼尔斯·波尔研究所(NBI)的研究人员现已成功开发出一种使用光磁场传感器对这种超小磁场进行极其精确测量的方法。结果发表在《科学报告》杂志上。

通常只能由非常灵敏的超导磁场传感器拾取来自人体的小磁场，该传感器必须由液氦冷却至接近绝对零值(即273摄氏度)。但是现在，来自哥本哈根大学NBI的研究人员已经开发出了一种更便宜，更实用的光磁场传感器，该传感器甚至可以在室温或体温下工作。

“光磁场传感器基于一个小的玻璃容器中的铯原子气体。每个铯原子相当于一个小条形磁铁，受外部磁场的影响。原子和磁场是通过使用这种方法基于量子光学和原子物理学，可用于测量极小的磁场。” NBI量子光学中心的助理教授Kasper Jensen解释说。

超灵敏磁场传感器

从顶部可以看到青蛙的坐骨神经。左下方是装有铯气体的玻璃容器，该气体用于测量来自神经的磁场。右下方是测得的磁场，该磁场是由流过神经的电脉冲产生的磁场产生的。图片提供：NBI卡斯珀·詹森(Kasper Jensen)

磁场传感器本身由一个玻璃容器组成，该玻璃容器的通道长约1厘米，宽约1毫米。玻璃容器的底部是铯金属。铯在室温下蒸发成气体，气体原子上升进入传感器头的小通道。每个铯原子围绕自身旋转，其轴就像一个微小的条形磁铁。现在，传感器靠近神经，发出神经电脉冲。电脉冲具有一个磁场，该磁场引起铯原子轴的倾斜度发生变化，并且通过向气体中发送激光束，您可以读取神经信号的超小磁场。

与卫生和医学科学院的研究人员合作进行的实验室测试表明，您可以使用磁场传感器来检测来自神经系统电脉冲的磁场。测试是在青蛙的坐骨神经上进行的，青蛙在许多方面与人体的神经相似。出于实际原因，在测试之前将神经从青蛙身上移开，但是也有可能从活青蛙或人身上吸收电脉冲。

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