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 1137 раз

...

Похожие материалы (по тегу)

  • Тайны человека: откуда мы на Земле?..

    Ученые, богословы, философы издревле пытаются дать ответ на вопрос, откуда на Земле взялся человек. При этом они разделились на три лагеря: одни верят в Божий промысел, другие — в теорию Дарвина, остальные — в инопланетное вмешательство. Возможно, истина где-то посередине?..

  • "Олеся" - общий древнейший предок обезьян и людей

    "Живёт в белорусском полесье кудесница леса Олеся..." Кто бы мог подумать что именно так назовут, этим нежным женским именем, древнейшего общего предка обезьян и людей?! Как он мог выглядеть? Антропологов давно интересует этот вопрос, однако до сих пор провести полную и детальную реконструкцию облика древнего человека была крайне сложно. Однако новая находка, сделанная в Кении, вероятно, прольёт свет на эту загадку...

  • Тайны человека: сверхспособности могут стать доступными для каждого

    Если людям дать возможность наблюдать в реальном времени, что происходит у них в мозгу, они быстро научатся снимать боль, улучшать себе настроение и распоряжаться невиданными умственными способностями. Доступ к этому методу может преобразить весь мир...

  • Ученые заверяют: "Смерти не существует!"

    Роберт Ланца - профессор в Университете Уэйк Форест, специалист по регенеративной медицине и научный руководитель компании Advanced Cell Technology. Прежде был известен своими исследованиями в области стволовых клеток, на его счету несколько успешных экспериментов по клонированию исчезающих видов животных. Но несколько лет назад ученый увлекся физикой, квантовой механикой и астрофизикой, тогда у него родилась теория так называемого нового биоцентризма.

  • В Бразилии найдены следы людей, живших здесь свыше 20-ти тысяч лет назад

    Раскопки, проведенные в скальном гроте в Бразилии, позволяют предположить, что люди жили на территории Южной Америки более 20 тыс. лет назад, попутно охотясь на гигантских ленивцев. Во время исследования археологи обнаружили несколько костей этих животных, которые, возможно, использовались в качестве украшений. В этих предметах имелись отверстия и искусственно сделанные надрезы.