Mesurer le biomagnétisme, à moindre coût, grâce à des capteurs à haute technologie
Il y a plus de 50 ans, des travaux pionniers ont conduit à mesurer des champs magnétiques via une technique de pompage optique d'atomes alcalins (excitation par une impulsion de pompage), suivie par la mesure des changements (avec un impulsion de sondage). Dernièrement, les magnétomètres atomiques optiques ont rencontré un succès croissant, surtout en médecine. Très sensibles, ils sont basés sur des interféromètres quantiques supraconducteurs (SQUID). Cependant, ils sont très coûteux et complexes, et ne fonctionnent qu'à très basse température. Les progrès dans les magnétomètres classiques ont remplacé les lasers par des sources lumineuses simples et économiques. Aujourd'hui, l'application de techniques optiques à des vapeurs d'atomes de métaux alcalins, de densité élevée, permet de mesurer les champs magnétiques avec une grande sensibilité. Ces progrès ont ouvert l'accès à des domaines jusqu'ici réservés aux magnétomètres à SQUID. Le projet COSMA (Coherent optics sensors for medical applications), financé par l'UE, soutient un réseau de formation en vue d'exploiter ces avantages. La nouvelle technique est très sensible, et déjà bien moins coûteuse que les SQUID. Ses avantages seront encore renforcés par une compensation innovante des champs magnétiques erratiques, éliminant la nécessité d'utiliser des chambres isolées coûteuses. Les scientifiques s'appuient sur des expériences de spectroscopie laser, des calculs théoriques complexes, et une expertise dans le biomagnétisme. La formation est soutenue par dix groupes de recherche en Arménie, en Bulgarie, en Inde, en Israël, en Italie, en Pologne, en Russie, au Royaume-Uni et aux États-Unis. Neuf de ces groupes collaborent depuis longtemps, avec succès. Les travaux avancent bien dans tous les domaines de l'étude. Le projet a déjà conduit 23 de 25 échanges prévus pour la première période de rapport. Les équipes ont bien progressé dans leurs objectifs relatifs aux magnétomètres atomiques optiques, avec compensation des champs magnétiques erratiques, pour le domaine médical. Un nouveau dispositif de mesure de résonance magnétique nucléaire en champs faible a obtenu des résultats prometteurs. Les équipes ont déjà publié les premiers résultats de leurs nouveaux systèmes et techniques. Le projet COSMA veut assurer le transfert de connaissances entre les équipes et les chercheurs, renforcer les liens et en établir d'autres, et faire avance l'expertise scientifique dans la détection et l'analyse du biomagnétisme. Il semble avoir trouvé la formule du succès, et il est en bonne voie de réaliser un système économique et très sensible pour mesurer le biomagnétisme, dans un environnement non blindé.
Mots‑clés
Biomagnétisme, champs magnétiques, magnétomètres, interféromètres quantiques supraconducteurs, capteurs optiques