17.03.2010
Die Entwicklung von hochempfindlichen atomaren Magnetometern hat in den letzten Jahren große Fortschritte gemacht. Beim National Institute of Standards in Technology / USA (NIST) wurden optische Mikromagnetometer entwickelt, die auf der Technologie für die Miniaturisierung von Atomuhren basieren. Ein solches optisches Mikromagnetometer wurde im Berliner magnetisch geschirmten Raum BMSR-2 der PTB zusammen mit Kollegen des NIST*) zum Einsatz gebracht.
Es wurden Magnetokardiogramme des Menschen und die Relaxation von magnetischen Nanopartikeln gemessen, beides Messungen, die routinemäßig im Labor üblicherweise mit SQUIDs supraleitenden Quanteninterferometern durchgeführt werden. Zum direkten Vergleich wurden deshalb auch parallel hierzu Referenzmessungen mit dem im BMSR-2 installierten Multikanal-SQUID Magnetometer durchgeführt.
Die Qualität der gewonnenen Daten belegt eindrucksvoll die Eignung der optischen Magnetometer für den oberen Pikotesla-Bereich. Im Vergleich zu SQUIDs zeigten die optischen Sensoren erwartungsgemäß ein deutlich höheres Rauschniveau. Der entscheidende Vorteil dieser Sensoren liegt aber in seiner kleinen Bauform mit 1 cm3, der es möglich macht, sie flexibel in geringem Abstand von der Quelle anzubringen, um so z.B. die Signalstärke zu erhöhen. Auch der Betrieb des Sensors bei Raumtemperatur macht seinen Einsatz unkompliziert im Vergleich zu anderen Sensortypen für diesen Messbereich. Seine Herstellung durch Mikrosystemtechnik ermöglicht eine einfache und kostengünstige Massenproduktion. Das NIST plant den Bau eines Mehrkanal-Systems auf Basis der vorhandenen Technologie. Weitere Tests dieser Sensoren in der PTB sind geplant.
* Svenja Knappe und John Kitching NIST, Time and Frequency Division, 325 Broadway, Boulder, CO 80305, USA