北京
IT时代网8月8日消息，一支有北京大学参与的国际科研团队做出了一台不太寻常的磁力计——核心部件比一粒米还小，却能在常温环境下捕捉到极其微弱的磁场信号。相关论文已于8月6日发表在《科学》上。
这台设备的灵敏度是32飞特斯拉每平方根赫兹。数字本身有点抽象，换算一下就有概念了：1飞特斯拉等于10的负15次方特斯拉，而地球磁场强度大约在25至65微特斯拉之间。也就是说，它能分辨出地磁强度十万亿分之一量级的信号变化，这个水平已经能和超导量子干涉仪、原子磁力计这类顶尖设备掰手腕。
结构说复杂也复杂，说巧妙也巧妙。核心是一枚悬浮在玻璃真空腔里的永磁体圆盘，上方一组磁铁把它向上提拉以对抗重力，下方的石墨板则提供斥力帮它稳住。外部磁场一旦让磁体产生哪怕极轻微的倾斜，持续照射在磁体表面的激光反射光路就会偏移，光电探测器接住这份变化，再把它转成电信号。整个磁体完全悬空、不与任何部件接触，机械振动带来的噪声也就无从谈起。
为了验证灵敏度，研究团队在腔体周围绕上线圈并通入电流，人为造出强度已知的微弱磁场当作标尺，最终测出了32 fT/√Hz的成绩。
另一处突破落在噪声控制上。热磁噪声（也叫约翰逊噪声）一直是这类传感器的老对手，研究人员把粉末状石墨与环氧树脂结合起来制成下基板，硬是把这部分噪声压低了七成以上，悬浮磁体因此能够察觉到更微弱的信号。
真正让同行在意的，是它对工作环境的宽容。液氦冷却不需要，磁屏蔽室也不需要，常温常压加上正常地磁环境就能跑起来。这意味着它有机会走出条件严苛的专业实验室。研究团队在论文中提到，生物传感、化学传感以及基础物理研究，都可能成为它的用武之地。
放到整条技术路线上看，弱磁检测领域长期以超导量子干涉仪为精度标杆，代价是设备必须泡在液氦里；原子磁力计对屏蔽环境同样挑剔。把同一量级的灵敏度做进一个米粒大小、还能在室温运转的器件中，成本与部署门槛的账就得重新算了。当然，从实验室原型走到可批量使用的仪器，中间还隔着稳定性、一致性和工程化的一连串考验。
注：本文中包含AI辅助创作的内容。
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