論文の概要: Nuclear spin self compensation system for moving MEG sensing with
optical pumped atomic spin co-magnetometer
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.10481v1
- Date: Fri, 22 Apr 2022 03:41:10 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-16 01:14:31.988016
- Title: Nuclear spin self compensation system for moving MEG sensing with
optical pumped atomic spin co-magnetometer
- Title（参考訳）: 光ポンピング原子スピンコマグネトロンを用いたMEGセンシングのための核スピン自己補償システム
- Authors: Yao Chen, Yintao Ma, Mingzhi Yu, Yanbin Wang, Ning Zhang, Libo Zhao,
and Zhuangde Jiang
- Abstract要約: 我々は、MEGの記録を移動させるための光ポンピング原子磁気センサの新しい候補について述べる。
OPACMでは、超偏極核スピンは背景の低周波磁場ノイズを遮蔽する磁場を発生させる可能性がある。
我々は,OPACMが1Hz以下の低周波磁界の明確な抑制とMEGの帯域周囲の磁場の応答を保有していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.44633792903414
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recording the moving MEGs of a person in which a person's head could move
freely as we record the brain's magnetic field is a hot topic in recent years.
Traditionally, atomic magnetometers are utilized for moving MEGs recording and
a large compensation coil system is utilized for background magnetic field
compensation. Here we described a new potential candidate: an optically pumped
atomic co-magnetometer(OPACM) for moving MEGs recording. In the OPACM,
hyper-polarized nuclear spins could produce a magnetic field which will shield
the background fluctuation low frequency magnetic field noise while the the
fast changing MEGs signal could be recorded. The nuclear spins look like an
automatic magnetic field shields and dynamically compensate the fluctuated
background magnetic field noise. In this article, the magnetic field
compensation is studied theoretically and we find that the compensation is
closely related to several parameters such as the electron spin magnetic field,
the nuclear spin magnetic field and the holding magnetic field. Based on the
model, the magnetic field compensation could be optimized. We also
experimentally studied the magnetic field compensation and the responses of the
OPACM to different frequencies of magnetic field are measured. We show that the
OPACM owns a clear suppression of low frequency magnetic field under 1Hz and
response to magnetic field's frequencies around the band of the MEGs. Magnetic
field sensitivity of $3fT/Hz^{1/2}$ has been achieved. Finally, we do a
simulation for the OPACM as it is utilized for moving MEGs recording. For
comparison, the traditional compensation system for moving MEGs recording is
based on a coil which is around 2m in dimension while our compensation system
is only 2mm in dimension. Moreover, our compensation system could work in situ
and will not affect each other.
- Abstract（参考訳）: 脳の磁場を記録することで頭が自由に動くことができる人の移動メグを記録することは、近年ホットな話題となっている。
従来、原子磁気センサはMEGの移動記録に使われ、背景磁場補償には大きな補償コイルシステムが使用されている。
ここでは,光ポンピング原子磁気センサ(OPACM)によるMEG記録の移動の可能性について述べる。
OPACMでは、高速に変化するMEGs信号が記録される間、超偏極核スピンは背景変動低周波磁場ノイズを遮蔽する磁場を生成することができる。
核スピンは自動磁場シールドのように見え、変動する背景磁場ノイズを動的に補償する。
本稿では, 磁場補償法を理論的に検討し, 電子スピン磁場, 核スピン磁場, 保持磁場などのパラメータと密接に関連していることを見出した。
モデルに基づいて、磁場補償を最適化することができる。
また、磁場の異なる周波数に対するOPACMの磁場補償と応答を実験的に検討した。
我々は,OPACMが1Hz以下の低周波磁界の明確な抑制とMEGの帯域周囲の磁場の応答を保有していることを示す。
磁場感度は3ft/hz^{1/2}$である。
最後に,OPACMをMEGの移動記録に利用してシミュレーションを行う。
比較として,MEGs記録を移動させる従来の補償システムは,寸法が2m程度のコイルに基づいており,寸法は2mm程度である。
さらに、我々の補償システムはその場で機能し、お互いに影響を与えない。
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