超精密原子磁力仪与生物磁场的超精密测量技术

精密微弱磁场的测量是现代精密测量科学中的一个非常重要的方向，其不仅对于基础物理对称性研究有非常重要的意义，同时对于军事、生物医学、古地磁学、外空间探索以及工业无损检测等领域都有广泛的应用。原子磁力计由于架构简单，灵敏度高，便于小型化等优点具有广泛的应用前景。本研究方向为基于光和原子相互作用的超精密磁场测量，探索形精密测量的物理机制及技术，并将其应用于生物弱磁等领域。实验室搭建了基于原子磁力计的高灵敏度磁场测量平台，包括地磁环境平台、磁补偿平台、磁屏蔽平台，可满足不同环境的超精密磁场测量。应用方面我们主要关心超精密原子磁力仪在生物系统中的应用，生物体产生的生物磁场信号携带有重要的生物电生理和病理信息，原子磁力仪作为一种超灵敏磁场探测器在生物磁场的测量和研究中有非常重要的应用，例如可以作为一种重要的医学辅助诊断仪器。应用主要包括脑磁和心磁测量而主要研究方向包括弱磁共振成像，生物磁信号的传输以及某些特定生物组织生长过程中的磁场变化等。

相关研究人员：

刘贝副研究员

朱成杰教授（兼职）

Lu Deng教授（网页链接，待更新）

无地磁环境屏蔽下的弱磁测量原理与实验结果

相关研究论文：

1. F. Zhou, C. J. Zhu, E. W. Hagley, and L. Deng, Symmetry-Breaking Inelastic Wave-Mixing Atomic Magnetometry, Sci. Adv. 3, e1700422 (2017).

2. C. Zhu, F. Zhou, E. Y. Zhu, E. W. Hagley, and L. Deng, Breaking the Energy-Symmetry-Based Propagation Growth Blockade in Magneto-Optical Rotation, Phys. Rev. Applied 10, 064013 (2018).

3. I. K. Kominis, T. W. Kornack, J. C. Allred, and M. V. Romalis, A Subfemtotesla Multichannel Atomic Magnetometer, Nature 422, 596 (2003).

4. E. Boto, N. Holmes, J. Leggett, G. Roberts, V. Shah, S. S. Meyer, L. D. Muñoz, K. J. Mullinger, T. M. Tierney, S. Bestmann, G. R. Barnes, R. Bowtell, and M. J. Brookes, Moving Magnetoencephalography towards Real-World Applications with a Wearable System, Nature 555, 657 (2018).

5. K. Jensen, R. Budvytyte, R. A. Thomas, T. Wang, A. M. Fuchs, M. V. Balabas, G. Vasilakis, L. D. Mosgaard, H. C. Stærkind, J. H. Müller, T. Heimburg, S.-P. Olesen, and E. S. Polzik, Non-Invasive Detection of Animal Nerve Impulses with an Atomic Magnetometer Operating near Quantum Limited Sensitivity, Sci Rep 6, 29638 (2016).

    

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