I ricercatori misurano regolarmente i campi magnetici per comprendere meglio una vasta gamma di fenomeni naturali, inclusi movimenti geologici, brillamenti solari, comunicazione neuronale nel cervello, e processi chimici su scala molecolare.

Molte misurazioni del campo magnetico all'avanguardia vengono eseguite in ambienti schermati con condizioni attentamente controllate. Tuttavia, significativi progressi nella sensibilità dei magnetometri sono stati accompagnati anche da seri tentativi di portare questi magnetometri in ambienti di lavoro difficili.

In AVS Scienza Quantistica , ricercatori dell'Università di Washington, Johannes Gutenberg-Universitat, e l'Università della California, Berkeley fornisce una panoramica di come la comunità di ricerca ha ottenuto queste misurazioni sensibili in ambienti estremi e al di fuori di ambienti altamente controllati. I ricercatori discutono dei modi in cui varie tecnologie di magnetometro a pompaggio ottico sono state adattate per l'uso in un'ampia gamma di ambienti rumorosi e fisicamente impegnativi.

"Vedrai alcune immagini e discussioni di implementazioni di magnetometri che non si vedono comunemente negli articoli di riviste scientifiche standard, " ha dichiarato l'autore Kai-Mei Fu. "Volevamo evidenziare tutte le cose che possono andare 'sbagliate' per motivare l'utilizzo degli strumenti e dei trucchi che la comunità ha sviluppato per mitigare queste sfide".

Mentre i magnetometri ad alta sensibilità sono attraenti per misurare segnali minuti, gli sperimentatori devono anche fare i conti con l'ambiente in cui verrà effettuata la misurazione.

I ricercatori esplorano importanti fonti di rumore magnetico che sono onnipresenti in laboratorio, campo, e ambienti urbani, come un'auto che passa o un ascensore in movimento. I ricercatori esplorano le tecniche comuni per migliorare il segnale e ridurre il rumore, far luce sui sensori ibridi emergenti in cui la correlazione di diverse modalità di sensori può essere particolarmente utile quando si ha a che fare con ambienti difficili.

I ricercatori esaminano le sfide fisiche presentate in modo pratico, magnetometria ad alta sensibilità, in particolare in una delle principali aree della magnetometria, lo studio dei materiali. Per questi studi, i sensori devono essere in grado di funzionare a temperature estreme, dal caldo estremo al freddo criogenico, e a pressioni che vanno da molto alte a molto basse.

Esplorano anche la magnetometria a livello cellulare, perché è sorto un notevole interesse nell'uso della magnetometria per studiare i processi biologici e le strutture biomolecolari degli organismi viventi, compresa la magnetometria del cervello, nervi, e muscolare.

"L'attuale gamma di applicazioni nei magnetometri a pompa ottica è davvero vasta:dal monitoraggio dei disturbi magnetici nello spazio vicino al rilevamento dell'attività neurale, " ha detto Fu. "Speriamo che questa recensione fornisca al lettore una serie di idee generali e specifiche su come affrontare le varie sfide che sorgono nel modo di misurazioni magnetiche o di altro tipo di precisione nella vita reale".