Ein reiskorngroßer Sensor kann Änderungen in Magnetfelder nachweisen, die nur siebzig Femtotesla messen. Das entspricht den Hirnwellen einer Person beim Tagträumen oder einem Milliardstel des Erdmagnetfelds.

Der Sensor, den eine Forschergruppe um John Kitching vom National Institute of Standards and Technology entwickelte, basiert auf der Technik der optischen Magnetometrie. Ein winziger Behälter enthält ein Gas aus etwa hundert Milliarden Rubidium-Atomen. Tritt ein Laserstrahl durch die Box hindurch, richten sich die Spins der Atome in dessen Richtung aus.

Kommt der Sensor in die Nähe eines Magnetfelds, weichen die Spins einiger Atome von der einheitlichen Orientierung ab und absorbieren einen Teil der Laserstrahlung. Je stärker das Feld, desto weniger Licht gelangt schließlich in den Detektor. Kitching und sein Team steigerten die bisherige Empfindlichkeit solcher Bauteile nun um etwa das tausendfache.

Die Sensibilität des Sensors reicht damit fast an die so genannter SQUIDs (Superconducting Quantum Interference Device) heran, die momentan die besten Magnetometer darstellen. Allerdings müssen sie nahezu bis zum absoluten Nullpunkt heruntergekühlt werden um zu funktionieren. Das neue Bauteil arbeitet hingegen bei Temperaturen von 150 Grad Celsius. So verbraucht es wesentlich weniger Energie und ist zudem kleiner.

Kürzlich nahmen die Wissenschaftler mit dem neuen Sensor das Magnetfeld einer Maus auf. Denkbar wäre aber auch ein Einsatz beim Menschen, berichten sie. Elektroden würden damit überflüssig – stattdessen könnte ein tragbarer Helm die Hirnaktivität erfassen. (mp)