北京
一颗不完美的钻石，成了从太空感知地球磁场的完美工具。
国际空间站上，一个边长仅10厘米的量子装置正在改写太空磁测的历史。这个名叫OSCAR-QUBE的小家伙，用钻石里的"缺陷"当传感器，在2021至2022年的10个月里持续工作，绘制出的磁场地图与此前估计高度吻合。比利时哈塞尔特大学的工程师Jaroslav Hruby及其团队于5月7日在《Physical Review Applied》期刊发表了这项成果。
太空测量地球磁场向来是个"重量级"任务。传统方案需要庞大的卫星，而量子传感器却能做得更小、更灵敏、更稳定。OSCAR-QUBE的核心是一颗扁豆大小的钻石，其碳原子晶格中存在特殊缺陷——某个碳原子缺失，相邻位置又被氮原子取代。这些缺陷 behaves like 量子粒子，拥有类似原子的能级结构。磁场会改变缺陷的能级，因此用激光和微波照射钻石时，通过测量其发光变化，就能探测地球磁场强度的空间差异。
"地球磁场其实非常迷人，它承载着海量信息，"Hruby说。地核熔融物质的运动、地壳岩石、空间天气、海洋潮汐，都会扰动磁场。磁场地图甚至能在GPS失效时用于导航。
不过OSCAR-QUBE的性能尚未超越最先进的传统磁力仪。空间站内部的磁场环境限制了它的发挥，下一代任务将配备升级后的量子硬件，并在舱外进行测量。
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