新研发的磁强计 可用于多种领域 寻找宇宙暗物质

磁强计作为磁场测量的仪器，它可以在空间和时间的某一点上测量磁场的方向和强度以及相对变化。
磁强计的实际应用领域也比较广泛，例如医疗领域和考古领域。
通过磁强计，医生可以通过医学成像看到病人的大脑，考古学家可以不挖掘地面就能够发现地下宝藏。
因为人类大脑所产生的磁场异常微弱，比地球的磁场弱十亿倍，所以需要极其敏感的磁强计来检测这些微弱的磁场。
为此，科学家们已经发明了许多奇特的技术，包括超导设备和激光探测原子蒸气。
然而，直到现在，所有这些技术的灵敏度都停滞在大约相同的水平上，这意味着一些磁信号过于微弱而依然无法检测到它们。

物理学用一个叫作每带宽能量分辨率的数量来描述这种限制，写成ER，这个数字结合了空间分辨率、测量的持续时间和被感应区域的大小。
大约在1980年，超导磁传感器达到了ER=ħ的水平，（ħ，是基本的普朗克常数，也称为作用量子）。
从那时起，就没有一个传感器能够做的更好。
直到现在，科学家们首次实现了远远超出这一限制的单位能量带宽的能量分辨率。
科学家使用了一个单域玻色-爱因斯坦凝聚物来创造这种奇特的传感器。
玻色–爱因斯坦凝聚是玻色子原子在冷却到接近绝对零度所呈现出的一种气态的、超流性的物质状态（物态）。
这种凝结物由铷原子组成，通过在近乎完美的真空中蒸发冷却到纳米-开尔文温度，并通过一个光学陷阱来抵御重力。
在极冷的温度下，这些原子形成了一种磁性超流体，它对磁场的反应与普通罗盘针的反应相同，但可以以零摩擦或粘性重新定位。
正是如此，一个真正微小的磁场可以导致凝结物重新定向，使微小的磁场可以被探测到。
实验中的玻色凝结物磁强计实现了每带宽ER=0.075ħ的能量分辨率，比以前的任何技术都好17倍。

有了这些结果，即可以使用这种传感器检测到以前无法检测到的场。
这种传感器的敏感性可以达到更好地读出技术，或者通过使用由其他原子构成的玻色-爱因斯坦凝聚物来进一步提高。
玻色-爱因斯坦凝聚物磁强计可能直接用于研究材料的物理特性和猎取宇宙的暗物质。

最重要的是，这一发现表明ħ不是一个不可逾越的极限，这为其他极度敏感的磁强计的许多应用打开了大门。
这一突破对于神经科学和生物医学来说是很有意思的，对极弱的、短暂的和局部的磁场的检测可以使人们对大脑功能的新方面进行研究。