Os pesquisadores medem rotineiramente os campos magnéticos para entender melhor uma vasta gama de fenômenos naturais, incluindo movimentos geológicos, erupções solares, comunicação neuronal no cérebro, e processos químicos em escala molecular.

Muitas medições de campo magnético de última geração são realizadas em ambientes protegidos com condições cuidadosamente controladas. No entanto, avanços significativos na sensibilidade do magnetômetro também foram acompanhados por tentativas sérias de trazer esses magnetômetros para ambientes de trabalho desafiadores.

No AVS Quantum Science , pesquisadores da Universidade de Washington, Johannes Gutenberg-Universitat, e a Universidade da Califórnia, Berkeley fornece uma visão geral de como a comunidade de pesquisa alcançou essas medições sensíveis em ambientes extremos, bem como fora de ambientes altamente controlados. Os pesquisadores discutem as maneiras pelas quais várias tecnologias de magnetômetro de bombeamento óptico predominante foram adaptadas para uso em uma ampla gama de ambientes barulhentos e fisicamente exigentes.

"Você verá algumas imagens e discussão de implantações de magnetômetro que não são comumente vistas em artigos de periódicos científicos padrão, "disse o autor Kai-Mei Fu." Queríamos destacar todas as coisas que podem dar 'errado' para motivar a implantação de ferramentas e truques que a comunidade desenvolveu para mitigar esses desafios. "

Enquanto magnetômetros com alta sensibilidade são atraentes para medir sinais de minuto, os experimentadores também devem enfrentar o ambiente no qual a medição será feita.

Os pesquisadores exploram fontes relevantes de ruído magnético que são onipresentes no laboratório, campo, e ambientes urbanos, como a passagem de um carro ou um elevador em movimento. Os pesquisadores exploram as técnicas comuns para melhorar o sinal e reduzir o ruído, lançar luz sobre sensores híbridos emergentes nos quais correlacionar diferentes modalidades de sensores pode ser particularmente útil ao lidar com ambientes desafiadores.

Os pesquisadores examinam os desafios físicos apresentados na prática, magnetometria de alta sensibilidade, particularmente em uma das principais áreas da magnetometria, o estudo dos materiais. Para esses estudos, os sensores devem ser capazes de operar em temperaturas extremas, de calor extremo a frio criogênico, e em pressões que variam de muito altas a muito baixas.

Eles também exploram a magnetometria no nível celular, porque surgiu um interesse significativo no uso da magnetometria para estudar processos biológicos e estruturas biomoleculares de organismos vivos, incluindo magnetometria do cérebro, nervos, e músculo.

"A amplitude atual de aplicações em magnetômetros com bombeamento ótico é realmente vasta - desde o monitoramento de distúrbios magnéticos no espaço próximo à detecção de atividade neural, "disse Fu." Esperamos que esta análise forneça ao leitor um conjunto de idéias gerais e específicas de como enfrentar vários desafios diversos que surgem na forma de medições magnéticas de precisão da vida real ou outras medições. "