Сверхточная диагностика. В России улучшили квантовый магнитометр
Дзен
Улучшенную цифровую модель квантового оптического магнитометра разработали ученые СПбПУ. По их словам, исследование является важным этапом в усовершенствовании широко применяемых в медицине энцефалографии и кардиографии. Проект поддержан программой «Приоритет-2030» Минобрнауки.
Работу внутренних органов и мышц в теле человека посредством электрических импульсов контролирует центральная нервная система. Возникающие в головном мозге импульсы создают слабые магнитные поля. Их исследуют с помощью магнитной энцефалографии или кардиографии для оценки состояния тех или иных систем организма. Ученые ищут способ улучшить чувствительность датчиков для измерения слабых магнитных полей, чтобы увеличить информативность магнитной энцефалографии и упростить процедуру как для врача, так и для пациента. Для этого используют магнитные свойства атомов в оптическом квантовом магнитометре.
Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) создали цифровую модель, которая позволяет работать над уменьшением размеров магнитных датчиков. Это необходимо для увеличения их количества и плотности расположения на голове пациента при снятии энцефалограммы, а также уменьшения их влияния друг на друга.
Придумано в России: от изобретения до производства25 ноября, 09:00
Как пояснил доцент Высшей школы прикладной физики и космических технологий СПбПУ Константин Баранцев, один атом очень мал, и сигнал от него трудно зафиксировать приборами, поэтому в одном датчике используется ансамбль атомов, находящихся в стеклянной ампуле, называемой газовой ячейкой.
«В такой ячейке на один кубический сантиметр приходится 100 миллиардов атомов щелочного металла в газообразной фазе. Если ориентировать их в одном направлении, то сигнал от их вращения уже не так сложно детектировать. Для управления квантовыми свойствами атомного ансамбля и считывания сигнала от него используется несколько лазерных лучей», — добавил он.
По словам ученого, в этой работе специалисты изучают оптимальный способ воздействия на атомы, а также физические процессы, возникающие после столкновения атомов. В ходе расчетов они определили, как столкновение атомов со стенкой газовой ячейки магнитометра влияет на точность измерений прибора и минимизирует негативное влияние стенок.
В России нашли «ключ» к лечению инфекционных заболеваний
