Newly developed magnetic sensors no

Newly developed magnetic sensors not only perform better than most standard commercial devices, but also can operate at temperatures well above absolute zero, say UK researchers.

Superconducting quantum interference devices, or SQUIDs, can detect minute magnetic fields, making them useful for applications such as analyzing brain activity, medical imaging, and oil prospecting. SQUIDs work by converting magnetic flux—a measure of magnetic intensity—into a voltage.

The most sensitive commercial magnetic sensors are single SQUIDs that need to be kept at 4.2 Kelvin. Such incredibly cold temperatures, within a hair’s breadth of absolute zero, require expensive and difficult to handle liquid helium.

Now physicists at Loughborough University and Nottingham University, both in the United Kingdom, have developed a multi-SQUID magnetic sensor that can operate at 77 K, the boiling temperature of liquid nitrogen, a much cheaper refrigerant. And this array of squids they created outperforms most standard 4.2 K single SQUID magnetometers. They detailed their findings in the 20 October online edition of the journal Applied Physics Letters.

Their device incorporates anywhere from 480 to 770 SQUIDS. Engineers were aware that large arrays outperform a single low-temperature SQUID because with greater numbers comes increased sensitivity and less noise.

But these SQUID arrays work only if all the SQUIDs experience the same magnetic flux—a state known as flux coherency—and the interactions between individual SQUIDs are minimized. These are both difficult requirements that limited previous arrays to roughly 30 SQUIDs.

This recent advance was accomplished using flux focusers, which are large patches of superconductor that can improve flux coherency and reduce interactions between SQUIDs. Previous SQUID arrays either did not have flux focusers or had ones so large that they left little room for additional SQUIDs to be integrated together on a single chip. The new design uses long, narrow flux focusers to string together an arbitrarily long series of SQUIDs.

The scientists are now working on optimizing the shape and design of their SQUID arrays to maximize their sensitivity

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เซ็นเซอร์แม่เหล็กใหม่ไม่เพียงแต่ทำดีกว่าค้าอุปกรณ์มาตรฐานส่วนใหญ่ แต่ยัง สามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าดีที่ศูนย์สัมบูรณ์ กล่าวว่า นักวิจัยของสหราชอาณาจักรอุปกรณ์สัญญาณควอนตัม superconducting หรือปลาหมึก สามารถตรวจนาทีแม่เหล็ก ทำให้พวกเขามีประโยชน์สำหรับการใช้งานเช่นการวิเคราะห์กิจกรรมของสมอง ภาพทางการแพทย์ และน้ำมันแร่ ปลาหมึกทำงาน โดยการแปลงฟลักซ์แม่เหล็ก — การวัดความเข้มสนามแม่เหล็กซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าเซ็นเซอร์แม่เหล็กทางการค้าสำคัญที่สุดคือ ปลาหมึกเดียวที่จำเป็นต้องเก็บไว้ที่ 4.2 เคลวิน ดังกล่าวอย่างเหลือเชื่อเย็นอุณหภูมิ ภายในกว้างเป็นของผมที่ศูนย์สัมบูรณ์ ต้องมีราคาแพง และยากที่จะจัดการฮีเลียมเหลวตอนนี้ physicists ที่มหาวิทยาลัยนอตติงแฮม ทั้งในสหราชอาณาจักร และมหาวิทยาลัย Loughborough ได้พัฒนาเซนเซอร์หลายหมึกแม่เหล็กที่สามารถทำงานที่ 77 K อุณหภูมิเดือดของไนโตรเจนเหลว การออกแบบมาก และอาร์เรย์นี้ของปลาหมึกที่จะสร้าง outperforms ที่สุดมาตรฐาน 4.2 K เดียวปลาหมึก magnetometers พวกเขารายละเอียดเปิดเผยในฉบับออนไลน์ 20 ตุลาคมของสมุดรายวันประยุกต์ใช้ฟิสิกส์ตัวอักษรอุปกรณ์ของพวกเขารวมเอาทุกจาก 480 กับปลาหมึก 770 วิศวกรได้ทราบว่า อาร์เรย์ขนาดใหญ่มีประสิทธิภาพสูงกว่าปลาหมึกต่ำอุณหภูมิที่เดียวเนื่องจาก มีหมายเลขมากมาไวขึ้นและเสียงรบกวนน้อยกว่าแต่อาร์เรย์หมึกเหล่านี้เมื่อปลาหมึกทั้งหมดพบฟลักซ์แม่เหล็กเดียวกัน — สิ่งที่เรียกว่าฟลักซ์ coherency — และการโต้ตอบระหว่างปลาหมึกแต่ละถูกย่อให้เล็กสุด เหล่านี้มีทั้งความยากที่จำกัดก่อนหน้านี้อาร์เรย์เพื่อปลาหมึกประมาณ 30ล่วงหน้าล่าสุดนี้ได้สำเร็จโดยใช้ไหล focusers ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่ของ superconductor ที่สามารถปรับปรุง coherency ไหล และลดการโต้ตอบระหว่างปลาหมึก ปลาหมึกอาร์เรย์ที่ก่อนหน้านี้ไม่มี focusers ไหล หรือมีคนขนาดใหญ่ดังนั้นที่เหลือปลาหมึกเพิ่มเติมจะรวมกันบนชิปที่เดียวห้องเล็กน้อย การออกแบบใหม่ใช้ focusers ไหลยาว แคบเพื่อสตริงที่เป็นชุดยาวโดยปลาหมึกกันนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานบนปรับรูปร่างและการออกแบบของอาร์เรย์ของปลาหมึกเพื่อเพิ่มความไวของพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ที่พัฒนาขึ้นใหม่เซ็นเซอร์แม่เหล็กไม่เพียง แต่มีประสิทธิภาพสูงกว่าส่วนใหญ่อุปกรณ์มาตรฐานทางการค้า แต่ยังสามารถทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์แน่นอนนักวิจัยกล่าวว่าสหราชอาณาจักร. ยิ่งยวดอุปกรณ์รบกวนควอนตัมหรือปลาหมึก, สามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กนาทีทำให้พวกเขามีประโยชน์สำหรับการใช้งานเช่น การวิเคราะห์การทำงานของสมอง, การถ่ายภาพทางการแพทย์และแร่น้ำมัน ปลาหมึกทำงานโดยการแปลงวัดฟลักซ์แม่เหล็กของแม่เหล็กความเข้มเข้าแรงดันไฟฟ้า. ที่สำคัญที่สุดเซ็นเซอร์แม่เหล็กพาณิชย์ปลาหมึกเดียวที่จะต้องมีการเก็บไว้ที่ 4.2 เคลวิน ดังกล่าวอุณหภูมิที่เย็นอย่างไม่น่าเชื่อที่อยู่ในความกว้างของผมเป็นศูนย์แน่นอนต้องมีราคาแพงและยากที่จะจัดการฮีเลียมเหลว. ตอนนี้นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยลัฟบะและมหาวิทยาลัยน็อตติงแฮมทั้งในสหราชอาณาจักรได้มีการพัฒนาเซ็นเซอร์แม่เหล็กหลายปลาหมึกที่สามารถทำงานที่ 77 K อุณหภูมิเดือดไนโตรเจนเหลวเป็นสารทำความเย็นที่ถูกกว่ามาก และอาเรย์ของปลาหมึกพวกเขาสร้างขึ้นมีประสิทธิภาพดีกว่ามาตรฐานมากที่สุด 4.2 K ปลาหมึกเดียว magnetometers พวกเขามีรายละเอียดการค้นพบของพวกเขาใน 20 ตุลาคมฉบับออนไลน์ของวารสารฟิสิกส์ประยุกต์จดหมาย. อุปกรณ์ของพวกเขารวมเอาทุกที่ 480-770 ปลาหมึก วิศวกรได้ทราบว่าอาร์เรย์ขนาดใหญ่มีประสิทธิภาพสูงกว่าปลาหมึกอุณหภูมิต่ำเดียวเพราะมีจำนวนมากขึ้นมาเพิ่มขึ้นความไวและเสียงรบกวนน้อย. แต่เหล่านี้อาร์เรย์ปลาหมึกทำงานเฉพาะถ้าทุกปลาหมึกประสบการณ์เดียวกันแม่เหล็กฟลักซ์เป็นรัฐที่รู้จักกันเป็นฟลักซ์การเชื่อมโยงกันและมีปฏิสัมพันธ์ ระหว่างปลาหมึกของแต่ละบุคคลจะลดลง เหล่านี้มีทั้งความต้องการที่ยากที่ จำกัด อาร์เรย์ก่อนหน้านี้ประมาณ 30 ปลาหมึก. นี้ล่วงหน้าที่ผ่านมาก็ประสบความสำเร็จโดยใช้ focusers ฟลักซ์ซึ่งเป็นแพทช์ใหญ่ของตัวนำยิ่งยวดที่สามารถปรับปรุงการเชื่อมโยงกันและลดการไหลของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างปลาหมึก อาร์เรย์ก่อนหน้าปลาหมึกอย่างใดอย่างหนึ่งไม่ได้มี focusers ฟลักซ์หรือคนที่มีขนาดใหญ่เพื่อที่พวกเขาออกจากห้องเล็ก ๆ สำหรับปลาหมึกเพิ่มเติมที่จะบูรณาการร่วมกันในชิปตัวเดียว การออกแบบใหม่ใช้ยาว focusers ฟลักซ์แคบสตริงกันชุดยาวโดยพลการของปลาหมึก. นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานในการเพิ่มประสิทธิภาพรูปทรงและการออกแบบของอาร์เรย์ปลาหมึกพวกเขาเพื่อเพิ่มความไวของพวกเขา

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ใหม่พัฒนาเซ็นเซอร์แม่เหล็กไม่เพียง แต่แสดงได้ดีกว่าอุปกรณ์เชิงพาณิชย์มาตรฐานมากที่สุด แต่ยังสามารถใช้งานที่อุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์ สมมติว่า นักวิจัยอังกฤษ

อะตอมควอนตัมการรบกวนอุปกรณ์ หรือปลาหมึก สามารถตรวจจับนาทีสนามแม่เหล็ก ทำให้พวกเขามีประโยชน์ในการใช้งาน เช่น การวิเคราะห์กิจกรรม มองภาพทางการแพทย์ และน้ำมันแร่ .ปลาหมึกทำงานโดยการแปลงวัดความเข้มของสนามแม่เหล็กแม่เหล็ก flux-a เป็นแรงดันไฟฟ้า .

ที่อ่อนไหวมากที่สุดในเชิงพาณิชย์เซ็นเซอร์แม่เหล็กเป็นหนึ่งตัวที่ต้องเก็บไว้ที่ 4.2 เคลวิน เช่น อย่างเหลือเชื่อ อุณหภูมิความเย็นภายในเส้นยาแดงผ่าแปดของสัมบูรณ์ต้องราคาแพงและยากที่จะจัดการ ฮีเลียมเหลว

ตอนนี้นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Loughborough น็อตติงแฮมและมหาวิทยาลัยทั้ง ใน สหราชอาณาจักร ได้มีการพัฒนาหลายเส้นแม่เหล็กเซนเซอร์ที่สามารถใช้งานที่อุณหภูมิ 77 เคลวิน การเดือดของสารทำความเย็นไนโตรเจนเหลว ถูกกว่ามาก และอาร์เรย์ของปลาหมึกที่พวกเขาสร้างขึ้นมีประสิทธิภาพดีกว่ามาตรฐานมากที่สุด 4.2 K เดียวปลาหมึก magnetometers . พวกเขามีรายละเอียดผลการค้นพบในวารสารออนไลน์ฉบับวันที่ 20 ตัวอักษร

ใช้ฟิสิกส์อุปกรณ์ของพวกเขาประกอบด้วยที่ใดก็ได้จาก 480 ไป 770 ปลาหมึก วิศวกรได้ทราบว่าอาร์เรย์ขนาดใหญ่ลงหมึกอุณหภูมิเดียวเพราะมีตัวเลขมากขึ้นมาเพิ่มความไวและเสียงรบกวนน้อย

แต่เรย์ปลาหมึกเหล่านี้ทำงานเท่านั้นถ้าปลาหมึกประสบการณ์เช่นเดียวกับแม่เหล็ก flux-a สภาพที่เรียกว่ารับสั่งของฟลักซ์และปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวบุคคลจะถูกย่อให้เล็กสุดเหล่านี้มีทั้งยาก ความต้องการที่ จำกัด ก่อนอาร์เรย์ประมาณ 30 ปลาหมึก

ล่วงหน้าล่าสุดนี้ได้โดยใช้ฟลักซ์ focusers ซึ่งเป็นแพทช์ใหญ่ของตัวนำยิ่งยวดที่สามารถปรับปรุงการรับสั่ง และลดการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างปลาหมึกก่อนหน้านี้ อาร์เรย์ไม่ได้มีหมึกไหล focusers หรือมีขนาดใหญ่เพื่อให้พวกเขาออกจากห้องน้อยสำหรับปลาหมึกเพิ่มเติมเพื่อให้สามารถบูรณาการร่วมกันในชิปตัวเดียว ออกแบบใหม่ใช้ยาว focusers ฟลักซ์แคบสายกันตามอำเภอใจชุดยาวของปลาหมึก

นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานในการปรับรูปร่างและการออกแบบเพื่อเพิ่มความไวของอาร์เรย์ของปลาหมึก