Les chercheurs mesurent régulièrement les champs magnétiques pour mieux comprendre un vaste éventail de phénomènes naturels, notamment les mouvements géologiques, éruptions solaires, communication neuronale dans le cerveau, et les processus chimiques à l'échelle moléculaire.

De nombreuses mesures de champ magnétique de pointe sont effectuées dans des environnements blindés avec des conditions soigneusement contrôlées. Pourtant, des progrès significatifs dans la sensibilité des magnétomètres ont également été accompagnés de tentatives sérieuses pour amener ces magnétomètres dans des environnements de travail difficiles.

Dans AVS Science Quantique , chercheurs de l'Université de Washington, Johannes Gutenberg-Universitat, et l'Université de Californie, Berkeley donne un aperçu de la manière dont la communauté des chercheurs a réalisé ces mesures sensibles dans des environnements extrêmes ainsi qu'en dehors d'environnements hautement contrôlés. Les chercheurs discutent de la manière dont diverses technologies de magnétomètre à pompage optique principalement ont été adaptées pour une utilisation dans un large éventail d'environnements bruyants et physiquement exigeants.

« Vous verrez des images et des discussions sur les déploiements de magnétomètres qui ne sont pas couramment vues dans les articles de revues scientifiques standard, " a déclaré l'auteur Kai-Mei Fu. "Nous voulions mettre en évidence toutes les choses qui peuvent mal tourner afin de motiver le déploiement des outils et astuces que la communauté a développés pour atténuer ces défis."

Alors que les magnétomètres à haute sensibilité sont attrayants pour mesurer des signaux minuscules, les expérimentateurs doivent également composer avec l'environnement dans lequel la mesure sera effectuée.

Les chercheurs explorent des sources de bruit magnétique pertinentes qui sont omniprésentes en laboratoire, champ, et environnements urbains, comme une voiture qui passe ou un ascenseur en mouvement. Les chercheurs explorent les techniques courantes pour améliorer le signal et réduire le bruit, faire la lumière sur les capteurs hybrides émergents dans lesquels la corrélation de différentes modalités de capteur peut être particulièrement utile pour faire face à des environnements difficiles.

Les chercheurs examinent les défis physiques présentés dans la pratique, magnétométrie haute sensibilité, notamment dans l'un des domaines majeurs de la magnétométrie, l'étude des matériaux. Pour ces études, les capteurs doivent pouvoir fonctionner à des températures extrêmes, de la chaleur extrême au froid cryogénique, et dans des pressions allant de très élevées à très basses.

Ils explorent également la magnétométrie au niveau cellulaire, parce qu'un intérêt important a été porté à l'utilisation de la magnétométrie pour étudier les processus biologiques et les structures biomoléculaires des organismes vivants, y compris la magnétométrie du cerveau, nerfs, et musculaire.

« L'éventail actuel des applications des magnétomètres à pompage optique est vraiment vaste, de la surveillance des perturbations magnétiques dans l'espace proche à la détection de l'activité neuronale, " a déclaré Fu. "Nous espérons que cette revue fournira au lecteur un ensemble d'idées générales et spécifiques sur la façon de relever divers défis divers survenant dans le domaine des mesures magnétiques ou autres de précision dans la vie réelle."