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中国的超导磁力仪,能让海下的潜艇都乖乖上浮吗?
来源:http://www.bolihujiao.com  日期:2023-10-06

磁力仪自二战以来就被用于探测潜艇。它们之所以有这种能力,是因为能够测量地球磁场的异常——比如一块巨大的金属所导致的磁场异常。

但是,当今的装置只能探测到距离相当近的潜艇,因此往往是在潜艇被声呐系统发现后,才用这种装置进行追踪。

如果你有一台基于超导量子干涉仪(SQUID)的磁力仪,那么你就能扩大探测范围。超导磁力仪是极其敏感的,如果可以突破地球强大的磁场噪音,那么就不仅可以在深海探测到敌对潜艇,还可以利用在天空、地质、人体等多种领域。

超导量子干涉仪是利用Josephson超导隧道效应,被一薄势垒层分开的两块超导体构成一个约瑟夫森隧道结。当含有约瑟夫森隧道结的超导体闭合环路被适当大小的电流偏置后,隧道结两端的电压是该闭合环路环孔中的外磁通量变化频率的函数。

利用这个规律,我们不仅可以测量磁通量的变化,还可以转换为其他物理量,如电压、电流、电阻、电感、磁感应强度、磁场梯度、磁化率等。

我们知道,超导是一种宏观量子现象现象,它所具备的超导隧道效应遵循着量子力学的基本规律。因此,理论上来说,以隧道效应为基础研发的器件,原则上只受量子力学测不准原理的约束,它的分辨率可以达到精确的极限。

这个器件能够检测出相当于地球磁场的近1000亿分之一的变化,可以用于生物磁场的测量,大地磁场的测量,磁成像,以及其他各种要求精密的电子测量。

磁测量技术通常围绕着两个物理量:磁场强度与磁感应强度。

对于该技术来说比较重要的参数包括灵敏度、带宽、动态范围等,这些参数决定了磁测量技术的应用范围。

目前,磁测量技术的应用领域包括地球物理勘探(地磁测绘及导航)、生物磁学成像(心磁图、脑磁图)、材料检测(磁异常、无损检测)以及科学研究(磁化率测量)等。

量子磁力计在生物医学的应用宽泛,包括神经康复监测、脑科学、脑认知、脑机接口、心血管与脑疾病精准诊断、细胞原位成像等前沿应用。

目前,生物磁方面的目前主要应用为脑磁图(Magneto-encephalography,MEG)与心磁图(Magneto-cardiography,MCG),因为心脏和脑部的神经传导电流较大,其周围的磁信号也相对较强。

而心磁图仪这种非侵入性方法可以对患者的预后产生积极影响,为临床医生提供评估神经系统疾病和手术治疗所需的宝贵信息。

目前北京美尔斯通研发了在大地电磁测量、海洋探测、磁导引头、对潜通信接收机、鱼雷磁导引头、航空磁测量、生物磁测量等领域得以应用的心磁图仪、锋芒GM系列、膺6系列和鲸8系列超导磁力仪系统等产品。

未来,美尔斯通将不断探索,不断提升专业能力及研发能力,加大对科技、研发、实践创新的投入,为社会提供更多的价值!


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