Cảm biến từ giúp smartwatch phát hiện tàu ngầm ở độ sâu 500 mét

Hãy tưởng tượng một ngư dân đang kéo lưới vào một buổi sáng yên ả trên biển, thì bất ngờ chiếc đồng hồ thông minh của anh rung lên với một cảnh báo: “Phát hiện bất thường từ trường – có thể có tàu ngầm đi qua ở độ sâu 500 mét bên dưới.”

Nghe có vẻ xa vời, nhưng các nhà khoa học Trung Quốc vừa đạt được một bước tiến quyết định để biến viễn cảnh này thành hiện thực.

Các nhà khoa học Trung Quốc đã chế tạo một cảm biến từ trường hiệu ứng Hall nhạy đến mức có thể phát hiện tàu ngầm từ khoảng cách 500 mét.

Một nhóm nghiên cứu thuộc Viện Khoa học Vật lý Hợp Phì và Viện Công nghệ & Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba, đều trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), đã chế tạo thành công cảm biến từ Hall có độ nhạy cao đến mức, về lý thuyết, có thể phát hiện bóng từ yếu ớt của một tàu ngầm vỏ thép từ khoảng cách nửa kilomet (1.640 feet) – tất cả chỉ gói gọn trong một con chip nhỏ hơn cả hạt bụi.

Kết quả nghiên cứu của họ, được công bố ngày 17/7 trên tạp chí Physical Review Letters, đã phá vỡ giới hạn lâu nay giữa độ nhạy và nhiễu, vốn khiến các cảm biến từ thông thường không thể phát hiện những tín hiệu yếu nhất.

Cảm biến từ thông thường trong thiết bị đeo có kích thước chỉ vài milimet.

Cảm biến từ được đặt tên theo Hiệu ứng Hall, một hiện tượng vật lý của nhà khoa học Mỹ Edwin Hall được phát hiện vào năm 1879. Biến cảm biến này được sử dụng từ tính toán để đo hoặc nhận diện từ trường và chuyển đổi thành tín hiệu.

Cảm biến Hall là “người hùng thầm lặng” trong nhiều thiết bị điện tử hàng ngày. Đã được tích hợp sẵn trong đồng hồ thông minh, điện thoại thông minh, cảm biến tốc độ bánh xe ô tô và máy quét y tế.

Cảm biến này phát hiện từ trường bằng cách tạo ra một điện áp nhỏ khi có từ trường xuất hiện. Chúng đơn giản, rẻ, nhanh và nhỏ gọn – lý tưởng cho các thiết bị đeo thông minh.

Tuy nhiên, cho đến nay, việc thu nhỏ và tăng độ nhạy cho cảm biến này luôn đi kèm một hệ quả khó chịu là nhiễu tăng lên, giống như khi vặn to âm lượng radio thì tiếng rè cũng lớn hơn.

Chiếc smartphone sở hữu hệ điều hành tác nhân AI đầu tiên bá thương mại.

Tuệ Minh