地磁気環境下におけるスカラー型光ポンピング磁気センサの計測感度に関する理論的検討

摘要

脳神(経)細胞の電気的活動に伴つて生じる磁場は数十～数百fTと非常に微弱である。しかしながら、脳磁場は神経活動の情報を含み、臨床応用や脳機能の機序の解明に役立つと期待されている。脳磁場のような非常に微弱な磁場を計測するために、従来力、ら超伝量子干渉素子(superconducting quantum interference device:SQUID)が使用されてきた。SQUIDは数fT/√Hzの計測感度を持つ高感度な磁気センサである。しかし、超伝導状態で動作させる必要があるため、液体ヘリゥムでの冷却を要することから多大なランニングコストがかかるという問題点がある。そこで近年、SQUIDに代わつて、アルカリ金属原子のスピン偏極を利用した光ポンピング磁気センサ(optically pumped magnetometer:OPM)が注目されている。OPMは、その計測感度を大幅に制限するスピン交換衝突による緩和を無視できるSERF(spin-exchange relaxation-free)条件下において理論上、10aT/√Hzの計測感度を有している。