Как измерить магнитное поле человека

Понедельник, 29 Август 2016 09:09
И такие люди-феномены бывают... И такие люди-феномены бывают...

Магнитное поле тела человека создается токами, генерируемыми клетками сердца и коры головного мозга. Оно исключительно мало - в 10 млн. - 1 млрд. раз слабее магнитного поля Земли. Для его измерения используют квантовый магнитометр. Его датчиком является сверхпроводящий квантовый магнитометр (СКВИД), на вход которого включены приемы и с катушки. Этот датчик измеряет сверхслабый магнитный поток, пронизывающий катушки.

Чтобы СКВИД работал, его надо охладить до температуры, при которой появляется сверхпроводимость, т.е. до температуры жидкого гелия (4 К). Для этого его и приемные катушки помещают в специальный термос для хранения жидкого гелия - криостат, точнее, в его узкую хвостовую часть, которую удается максимально близко поднести к телу человека.

В последние годы после открытия "высокотемпературной сверхпроводимости" появились СКВИДы, которые достаточно охлаждать до температуры жидкого азота (77 К). Их чувствительность достаточна для измерения магнитных полей сердца.

Магнитное поле, создаваемое организмом человека, на много порядков меньше, чем магнитном поле Земли, его флуктуации (геомагнитный шум) или поля технических устройств.

Существуют два подхода к устранению влияния шумов. Наиболее радикальный - создание сравнительно большого объема (комнаты), в котором магнитные шумы резко уменьшены с помощью магнитных экранов. Для наиболее тонких биомагнитных исследований (на мозге) шумы необходимо с шикать примерно в миллион раз, что может быть обеспечено многослойными стопками из магнитомягкого ферромагнитного сплава (например, пермаллоя). Экранированная комната - дорогостоящее сооружение, и лишь крупнейшие научные центры могут позволить себе себе их сооружение. Количество таких комнат в мире в настоящее время исчисляется единицами.

Есть и другой, более доступный способ ослабить влияние внешних шумов. Он основан на том, что в большинстве своем магнитные шумы в окружающем нас пространстве порождаются хаотическими колебаниями (флуктуациями) земного магнитного поля и промышленными электроустановками. Вдали от резких магнитных аномалий и электрических машин магнитное поле хотя и флуктуирует со временем, но пространственно однородно, слабо меняясь на расстояниях, сравнимых с размерами человеческого тела. Собственно же биомагнитные поля быстро ослабевают при удалении от живого организма. Это означает, что внешние поля, хотя и намного более сильные, имеют меньшие градиенты (т.е. скорость изменения с удалением от объекта), чем биомагнитные поля.

Приемное устройство прибора со сквидом в качестве чувствительного элемента изготовляется так, что оно чувствительно только к градиенту магнитного поля, - в этом случае прибор называют градиометром. Однако часто внешние (шумовые) поля обладают все же заметными градиентами, тогда приходится применять прибор, измеряющий вторую пространственную производную индукции магнитного поля - градиометр второго порядка. Такой прибор можно применять уже в обычной лабораторной обстановке. Но все же и градиометры предпочтительно применять в местах с "магнитно-спокойной" обстановкой, и некоторые исследовательские группы работают в специально сооружаемых немагнитных домах в сельской местности.

В настоящее время интенсивные биомагнитные исследования ведутся как в магнитоэкранированных комнатах, так и без них, с применением градиометров. В широком спектре биомагнитных явлений есть много задач, допускающих разный уровень ослабления внешних шумов.

Видео по теме:

 

Прочитано 520 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Альфа Центавра: путешествие домой?!..

    Все мы знаем о предположительно обитаемой планете в созвездии Альфа Центавра, в каких-нибудь 4 световых годах от нас. Компьютерное моделирование показало, что там есть вода, подходящие температуры, а в океанических пучинах живут существах, очень напоминающие древние ракоскорпионов, что населяли некогда Землю - задолго до человечества... Идея о жизни поблизости от нас, признаться, греет душу (даже если там живут и монстры, с которыми мы вряд ли найдем общий язык). Зреет план скорейшей отправки туда нанозонда (план Хокинга). Но что, если мы сами прибыли из этого мира?!

  • Что есть время: теории, гипотезы, реальность

    «Время — это то, что мешает тому, чтобы все происходило одновременно». Заявление физика Джона Уилера справедливо резюмирует то, что делает время, в отличие от чего-либо другого.  Особенно это выделяется на фоне того, что наша охота на самые базовые ингредиенты реальности не принесла нам ничего, что можно было бы связать со временем. Эйнштейну удалось больше других: он объединил время с пространством. Но еще до него было понятно, что законы физики работают одинаково, вне зависимости от того, движетесь вы вперед во времени или назад. И это просто никак не соответствует нашему опыту. Что же такое время? Существует пять известных теорий на его счет. И есть шестая...

  • Во Франции обнаружен портал в другое измерение

    Этому красивому уголку природы во Франции старожилы дали название «места восемнадцати долин», однако, они всячески избегают появляться там, где временами происходят необъяснимые и трагические события. По этой причине местность именуют также «долиной утраченных жизней» Страшные волки с прекрасными женскими головами Долина Тургвилла окружена одиннадцатью вершинами Пиренейских гор. Середину ее занимает изумительной красоты озеро Алет, вода в котором необыкновенно прозрачная и синяя.

  • В Америке научились плодить "человекосвинов"

    Американские ученые создали зародыш химеры человека и свиньи. В этом организме сочетаются как человеческие, так и свиные клетки. Хотя у нас были определенные подозрения, что подобные создания существуют уже давно - стоит только взглянуть на пропорции и высокоинтеллектуальные черты ры... то, есть, конечно, лиц некоторых депутатов из Верховной Рады... Особенно из "БПП" и "Народного фронта". Пока вся страна беднеет, они раздаются в теле, держат нос по ветру и разве что не хрюкают... Хотя иногда говорят и делают такое, что, если так подумать, то... лучше бы они хрюкали!

  • Тайны человека: что скрывает страх
    Страх - одно из самых сильных человеческих чувств. И хорошо, когда он может уберечь от большой беды, вовремя включая защитные силы организма. Но что, если он задействует эти силы там, где реальной опасности нет?..