スマートウォッチが振動すると、落ち着いて釣りをしています。画面に奇妙なメッセージが表示されます。「磁気異常が検出されました。500 メートルに潜水艦の可能性があります。」 SF映画のプロットのように聞こえます。しかし 中国の科学者チームが、非常に小型で感度の高い磁気センサーを開発したばかりで、少なくとも理論的には同様のことが可能になる可能性がある。
このデバイスは、中国科学院の一部である合肥物理科学研究所と寧波材料技術工学研究所の科学者によって開発され、ホール効果に基づくセンサーを使用しており、 大きさは塵の粒に匹敵します (20 x 20 ミクロン、1 ミクロンは 100 万分の 1 メートルです)、公式声明によると）。 Kang Wang氏率いる研究著者らによると、その感度により、深さ約500メートルまでの鋼鉄船体の潜水艦によって生成される可能性のある痕跡を含む、非常に弱い磁場の検出が可能になるという。
スマートウォッチがソナーになったわけではありません。問題は、体内に収まるセンサーが、非常に弱い磁気信号を感知できるようになり始めているということです。 潜水艦はソナーから隠れようとするかもしれません。できる 発生する騒音を低減し、特定の音波を吸収する素材を使用し、推進力がより静かになるように設計されています。。しかし、隠すのがはるかに難しいものがあります。それは、その磁性です。
潜水艦には大量の金属が含まれており、さらにその存在によって局所的な磁場が変化します。地球の磁場を通る金属構造物の動きも、小さな擾乱の発生に寄与する可能性があります。 突然回転し始めるコンパスについて話しているのではなく、信号ははるかに小さいです。まさにその理由から これらの変化を検出するには、非常に高感度なセンサーが必要です そして何よりも、周囲に絶えず存在する騒音からそれらを区別することができます。
ここで、研究の鍵の 1 つであるホール効果が登場します。ホール効果は、潜水艦やスマートウォッチよりもはるかに古い歴史を持つ研究者によって使用されている原理です。 ホール効果は、1879 年にアメリカの物理学者エドウィン ホールによって発見されました。 電流が物質を通過し、垂直磁場が印加されると、電荷は偏向されます わずかな電圧差が現れます。この電圧により、磁場の存在を知り、それを測定することができます。
この原理は現在、位置センサー、電気モーター、自動車システム、さらには多数の電子機器など、多くの機器で使用されています。ますます弱いフィールドを検出したい場合に、困難が生じます。なぜなら、センサーの世界には不快なルールがあるからです。つまり、耳を傾けようとすればするほど、より多くのノイズが聞こえることになるからです。 通常、センサーの感度を上げるには、何らかの妥協が必要になります。そして 信号の次元を小さくすると、有用な信号の区別がさらに難しくなる可能性があります。 ワン氏のチームの進歩はまさに、この感度とノイズの関係を打ち破ろうとすることにある。
この研究によると、著者らは、通常は感度の向上に伴うノイズの増加を招くことなく、最小限の電気信号を生成できる小型ホールセンサーを開発したという。結果は 非常に小さなデバイスですが、非常に弱い磁気の変化を検出できます。 そして、ここでは感度と同じくらいサイズが重要になります。なぜなら、実験室全体を占有する非常に高感度の磁力計は、まったく異なる用途を持つことになるからです。 ホール センサーはすでに日常的なデバイスに存在しています。革命的なことは、電話、ドローン、スマートウォッチなど、私たちがすでに常に使用しているデバイスに、このはるかに高感度な磁気検出能力をもたらすことです。
この研究では示されていないのは、複数のスマートウォッチが結合されたり、センサーが異なる場所で使用されたりした場合に何が起こるかということです。物理法則を考慮すると、時計が 2 つあっても距離は 2 倍にはなりません。しかし 12 個使用するとノイズが最大 5 倍減少します また、それらが異なる地点に配置されている場合は、検出された物体に関するより多くの情報を送信できます。
