Extrem genauer Magnetfeldsensor

7. Dezember 2016, 09:48 Uhr
Extrem genauer Magnetfeldsensor
Extrem genauer Magnetfeldsensor
Wissenschaftlern des Instituts für Biomedizinische Technik der ETH und der Universität Zürich ist es gelungen, sehr kleine Veränderungen in starken Magnetfeldern mit einer bisher ungekannten Präzision zu erfassen. In ihrem Experiment magnetisierten die Forscher einen Wassertropfen in einem Kernspintomographen und konnten eine Veränderung der Feldstärke des Tropfens erfassen, die bis zu eine Billion kleiner war als die Feldstärke von 7 Tesla, die das MRT-Gerät erzeugte.

Der Sensor zur Erfassung dieser Veränderungen, den die Forscher entwickelten, basiert auf dem gleichen Prinzip wie auch die magnetische Resonanztomographie und andere spektroskopische Methoden, die Biologen und Mediziner verwenden, um dreidimensionale Bilder der Struktur von Molekülen studieren zu können. Ein Teil des Sensors besteht aus einem extrem empfindlichen Funkempfänger. Damit kann während der Messungen das Hintergrundrauschen auf ein äußerst geringes Niveau reduziert werden.

Bei der Kernspinresonanz werden Funkwellen verwendet, um Atomkerne anzustoßen, die daraufhin selbst schwache Funkwellen erzeugen, die dann über eine Antenne erfasst werden können. Die exakte Frequenz dieser Wellen ist ein Maß für die Stärke des Magnetfelds. Die größte Herausforderung bei der Entwicklung des Sensors war es, diesen so zu konstruieren, dass die Sensor-Antenne die Messungen nicht beeinträchtigt.
 
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