Исследователи из лаборатории сильных магнитных полей (Хэфэй, Китай) создали миниатюрный магнитометр, который улавливает даже слабейшие магнитные сигналы. Прибор размером всего 22 мм в диаметре способен фиксировать магнитный момент на уровне 10⁻¹⁷ А·м² — это как попытаться услышать шепот в шуме реактивного двигателя.

Результаты опубликованы в издании Review of Scientific Instruments.

Теперь мы можем изучать ультратонкие материалы в сильных магнитных полях без помех, — объясняет профессор Ван Нин.

Обычные магнитометры плохо справляются с фоновым шумом, особенно при резких изменениях поля. А ведь именно такие условия нужны для исследования квантовых материалов: двумерных магнитов, сверхпроводников, топологических структур.

Китайские ученые пошли другим путем. Они использовали лазерный интерферометр, который улавливает изменения резонансной частоты кантилевера (микробалки). В отличие от громоздких аналогов с датчиками больше 100 мм, их система сама настраивает фокусировку лазера.

Кантилевер — микромеханическая балка, закрепленная с одного конца (как трамплин). В магнитометрии ее колебания меняются под действием магнитных сил, что позволяет измерить ничтожные изменения поля.

Это позволило:

• уменьшить диаметр зонда до 22 мм,
• встроить прибор в установки с узкими апертурами (PPMS, Janis 9 T, High-Field Magnet).

Устройство уже проверили на материале Cr₂Ge₂Te₆ (двумерный магнит) и зафиксировали квантовые осцилляции в ZrV₆Sn₆. Технология открывает новые возможности для изучения:

• наномагнетизма,
• квантовых состояний,
• биомагнитных эффектов.

Это не просто лабораторный курьез. Чувствительность прибора позволяет:

• Диагностировать ранние стадии нейродегенеративных заболеваний  (болезнь Альцгеймера, Паркинсона) — некоторые из них связаны с накоплением магнитных наночастиц в мозге.
• Улучшить квантовые компьютеры — точные измерения помогут подобрать материалы для стабильных кубитов.
• Создать новые типы датчиков для геологоразведки или даже археологии, где важно улавливать слабые аномалии.

Главный вопрос — как поведет себя система в долгосрочной перспективе. Лазерная фокусировка требует юстировки, а вибрации в мощных магнитах могут сбивать настройки. Публикация не уточняет, насколько устойчив прибор при длительных экспериментах.

Ранее ученые создали точный метод управления квантовыми компьютерами.