Die neuesten Fortschritte in der Quantensensorik durch ein Forschungsteam um Dr. Jan Jeske am Fraunhofer IAF versprechen, die medizinische Diagnostik auf ein völlig neues Niveau zu heben. Die innovative Anwendung der Laserschwellen-Magnetometrie eröffnet ungeahnte Möglichkeiten zur Messung winziger Magnetfelder, die durch Hirnströme oder Herzaktivitäten erzeugt werden. Diese bahnbrechende Technologie wurde kürzlich in der renommierten Zeitschrift Science Advances veröffentlicht und könnte die Zukunft der medizinischen Behandlung revolutionieren.

Die Laserschwellen-Magnetometrie (LSM) nutzt Stickstoff-Vakanz-Zentren (NV-Zentren) in Diamant und ermöglicht präzise Magnetfeldmessungen im extrem niedrigen Bereich von Femtotesla (fT) bis Pikotesla (pT). Eine der bemerkenswerten Eigenschaften dieser Technologie ist ihre Fähigkeit, Messungen mit einem hohen dynamischen Bereich durchzuführen, ohne dass externe Magnetfelder unterdrückt werden müssen. Dies macht sie besonders wertvoll für die Untersuchung von biomagnetischen Signalen des menschlichen Körpers, einschließlich jenen des Gehirns und des Herzens.

In einer bahnbrechenden neuen Entwicklung haben die Forscher am Fraunhofer IAF erfolgreich ein NV-Diamant-Lasersystem entwickelt, das zusammen mit einer Laserdiode in einem optischen Resonator arbeitet. Diese Kombination erlaubt die erstmalige Demonstration der Laserschwelle, was bedeutet, dass das System in der Lage ist, die Intensität von Magnetfeldern extrem präzise zu messen. Dr. Jeske betont: "Dies ist ein Durchbruch für die Laserschwellen-Magnetometrie; zukünftige Sensoren könnten eine Sensitivität von bis zu 100 Prozent erreichen!".

Die Einsatzmöglichkeiten dieser Technologie sind weitreichend. Beispielsweise richtet sich das vom BMBF geförderte Projekt **NeuroQ** darauf aus, neuartige Quantensensoren zu entwickeln, die es ermöglichen, Hirnaktivitäten in Echtzeit zu erfassen und diese Informationen über Gehirn-Computer-Schnittstellen an Exoskelette weiterzuleiten. Solch eine Technologie könnte Menschen mit Lähmungen helfen, ihre Bewegungsfreiheit zurückzugewinnen und zu steuern, wie sie sich in ihrer Umgebung bewegen.

Mit dem Ziel, die medizinische Diagnostik und Therapie zu revolutionieren, arbeitet das Konsortium aus Fraunhofer IAF, Charité – Universitätsmedizin Berlin und anderen Partnern daran, die Sensitivität und Genauigkeit dieser innovativen Technologie weiter zu steigern. Das Team befindet sich derzeit im Prozess der Patentanmeldung für das NV-Diamant-Lasersystem, welches als Schlüsseltechnologie für zukünftige Anwendungen gilt.

Bleiben Sie dran für weitere spannende Entwicklungen in der Welt der Quantensensorik, die möglicherweise die Medizin von morgen bestimmen werden!