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#Novedades de la industria
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Mejores sensores para la proyección de imagen médica, detección del contrabando
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Los investigadores del MIT han desarrollado un detector de campo magnético nuevo, ultrasensible que es 1.000 veces más económico de energía que sus precursores
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Podría llevar a los dispositivos miniaturizados, con pilas para la proyección de imagen médica y de los materiales, a la detección del contrabando, e incluso a la exploración geológica.
Los detectores de campo magnético, o los magnetómetros, se utilizan ya para todos esos usos. Pero las tecnologías existentes tienen desventajas: Algunos confían en compartimientos de gas; otros trabajan solamente en las bandas de frecuencia estrechas, limitando su utilidad.
¿Diamantes sintéticos con las vacantes del nitrógeno (NVs)? ¿defectos que son extremadamente sensibles a los campos magnéticos? tenga promesa desde hace mucho tiempo como la base para los magnetómetros eficientes, portables. Una viruta del diamante sobre uno-vigésima el tamaño de una uña del pulgar podía contener trillones de las vacantes del nitrógeno, cada uno capaz de realizar su propia medida de campo magnético.
El problema ha estado agregando todas esas medidas. Sondar una vacante del nitrógeno requiere zapping la con la luz laser, que absorbe y re-emite. ¿La intensidad de la luz emitida lleva la información sobre la vacante? estado magnético de s.
¿? ¿En el pasado, solamente una pequeña fracción de la luz de la bomba fue utilizada para excitar una pequeña fracción del NVs? dice a Dirk Englund, el el profesor adjunto del desarrollo de carrera de Jamieson en la ingeniería eléctrica y de informática y uno de los diseñadores del nuevo dispositivo. ¿? ¿Hacemos uso de casi toda la luz de la bomba para medir casi todo el NVs.?
Los investigadores del MIT divulgan su nuevo dispositivo en la última aplicación la física de la naturaleza. El primer autor en el papel es Hannah Clevenson, estudiante de tercer ciclo en la ingeniería eléctrica que es aconsejada por el mayor Englund autores y Daniela Braje, físico en el laboratorio del MIT Lincoln. ¿Ellos? ¿re unido por Englund? ¿estudiantes Matthew Trusheim y Carson Teale (quién de s? ¿s también en el laboratorio de Lincoln) y por Tim Schröder, un postdoc en el MIT? laboratorio de investigación de s de la electrónica.
Decir ausencia
¿Un diamante puro es un enrejado de los átomos de carbón, que ponen? t interactivo con campos magnéticos. Una vacante del nitrógeno es un átomo que falta en el enrejado, adyacente a un átomo del nitrógeno. ¿Los electrones en la vacante hacen interactivo con campos magnéticos, que es porqué ella? re útil para detectar.
¿Cuándo una partícula ligera? ¿un fotón? pega un electrón en una vacante del nitrógeno, él la golpea con el pie en un estado de una energía más alta. Cuando el electrón baja abajo en su estado de energía original, puede lanzar su exceso de energía como otro fotón. ¿Un campo magnético, sin embargo, puede mover de un tirón el electrón? orientación magnética de s, o vuelta, aumentando la diferencia entre sus dos estados de energía. Cuanto más fuerte es el campo, más las vueltas que moverá de un tirón, cambiando el brillo de la luz emitida por las vacantes.
La fabricación de medidas exactas con este tipo de viruta requiere la recogida tanta de esos fotones como sea posible. En experimentos anteriores, Clevenson dice, los investigadores excitaron a menudo las vacantes del nitrógeno dirigiendo la luz laser en la superficie de la viruta.
¿? ¿Solamente una pequeña fracción de la luz se absorbe? ella dice. ¿? La mayor parte de apenas pasa derecho a través del diamante. Conseguimos una ventaja enorme agregando esta faceta de la prisma a la esquina del diamante y juntando el laser en el lado. ¿Toda la luz que ponemos en el diamante se puede absorber y es útil.?
Recubrimiento de las bases
¿Los investigadores calculaban el ángulo a el cual el de rayo láser debe entrar en el cristal de modo que siga confinado, despidiendo de los lados? ¿como una bola de señal incansable que rebota alrededor de una tabla de piscina? en un patrón que atraviesa la longitud y la anchura del cristal antes de que toda su energía se absorba.
¿? ¿Usted puede conseguir cerca de un metro en longitud de trayectoria? Englund dice. ¿? ¿Él? ¿s como si usted hizo un sensor metro-largo del diamante envolver en algunos milímetros.? ¿Por consiguiente, la viruta utiliza el laser de la bomba? la energía de s 1.000 veces que sus precursores hizo más eficientemente.
Debido a la geometría de las vacantes del nitrógeno, los fotones re-emitidos emergen a cuatro ángulos distintos. Una lente en un extremo del cristal puede recoger el 20 por ciento de él y enfocarlo sobre un detector ligero, que es bastante para rendir una medida confiable.
¿? ¿Los centros del nanovoltio son muy agradables de trabajar con? dice a Frank Narducci, un físico en los sistemas de aire navales de los E.E.U.U. ordena. ¿? Usted apenas tiene esta pequeña muestra de estado sólido. ¿Usted pone? t tiene que hacer cualquier cosa a él. ¿Usted pone? t tiene que ponerlo en un vacío. ¿Usted pone? t tiene que criogénico refrescarlo. ¿Para conseguirlos excitaron, usted pueden apenas utilizar un laser verde? un indicador del laser es bastante bueno. ¿Usted pone? ¿t tiene que tener cualquier cosa la estupendo-suposición de la manera de lasers estabilizados.?
¿? ¿Qué? ¿s fresco sobre esto es que ellos? ¿el re usando la muestra sí mismo un poco tiene gusto de una guía de onda, para despedir la luz alrededor? él continúa. ¿? Su muestra es absolutamente pequeña. ¿Porque el doesn del laser? t tiene que ser cualquier cosa particularmente special, de que podría ser pequeño, también. Usted podría prever tan los magnetómetros muy pequeños. ¿Y correspondientemente, usted podría hacerlos muy baratos.?
¿? ¿De una perspectiva de la marina de guerra? ¿él agrega? hablamos los magnetómetros desechables mucho, donde usted puede ser que vuele sobre una cierta área del océano y usted quiere hacer algunas medidas, así que de usted apenas tiro al puñado de éstos hacia fuera. ¿Si usted consigue realmente a magnetómetro de la alto-sensibilidad eso? ¿s realmente barato, eso sería un uso realmente bueno para él.?