Bepaalde dierlijke navigatievermogens zijn gevonden om te werken op of in de buurt van het kwantumlimiet van magnetische veld detectie

4 februari 2025 verslag

Dit artikel is beoordeeld volgens het redactionele proces en de beleidsregels van Science X. Redacteuren hebben de volgende kenmerken benadrukt terwijl ze de geloofwaardigheid van de inhoud waarborgden:

gefactcheckt

peer-reviewed publicatie

betrouwbare bron

gecorrigeerd

door Bob Yirka, Phys.org

Een paar natuurkundigen aan de Universiteit van Kreta hebben ontdekt dat sommige soorten biologische magnetoreceptoren die door verschillende wezens worden gebruikt om te navigeren, werken op of nabij de kwantumlimiet. In hun paper in het tijdschrift PRX Life beschrijven I. K. Kominis en E. Gkoudinakis hoe ze het probleem van magnetische waarneming bij kleine dieren omgekeerd hebben aangepakt door grenzen te stellen aan onbekende kwantumgrenzen, en wat dit aantoonde over de navigatievaardigheden van bepaalde dieren.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat veel wezens het magnetische veld van de aarde gebruiken als een hulpmiddel bij navigatie. Sommige haaien, vissen en vogels gebruiken het bijvoorbeeld om hen te helpen lange afstanden af ​​te leggen. Verschillende dieren hebben ook verschillende soorten magnetische sensoren, waaronder radical-pair, inductie- en magnetietmechanismen.

Radical-pair werkt door correlaties te voelen tussen ongepaarde elektronen die aan bepaalde moleculen zijn gehecht. Inductie werkt door energie in het magnetische veld om te zetten in elektriciteit en vervolgens de elektrische lading te voelen. En magnetiet-gebaseerde magnetoreceptie houdt in dat de beweging of oriëntatie van kleine ijzerkristallen in het lichaam wordt waargenomen, vergelijkbaar met een door de mens gemaakt kompas.

Kominis en Gkoudinakis waren benieuwd naar de grenzen van de waarnemingsvermogens van zulke wezens, gebaseerd op hun type sensors. Ze begonnen hun werk door op te merken dat de prestaties van een magnetische sensor kunnen worden beoordeeld aan de hand van drie soorten parameters - volume, tijd en mate van onzekerheid van de magnetische-veldschattingen. Ze merkten ook op dat de parameters die worden gebruikt om dergelijke prestaties te beoordelen klein kunnen worden gemaakt om kleine sensoren te accommoderen, maar er is ook een limiet gebaseerd op de constante van Planck.

Om de prestaties van biologische sensoren te beoordelen, merkten de onderzoekers op dat sommige dieren waarschijnlijk dicht bij deze limiet opereren vanwege hun kleine omvang en de zeer kleine hoeveelheid veranderingen in het magnetische veld die betrokken zijn. In plaats van op de een of andere manier dergelijke parameters te meten, werkten ze het in omgekeerde richting en begonnen ze met de kwantumlimiet en werkten ze terug naar de onbekende parameters.

Ze ontdekten dat ten minste twee biologische magnetoreceptoren die worden geassocieerd met chemische reactie-waarneming bij verschillende dieren mogelijk precies op de kwantumlimiet van magnetische veld-detectie werken, of misschien heel dichtbij - een bevinding die zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van gevoeligere magnetische veld-detectieapparaten.

Meer informatie: I. K. Kominis et al, Benadering van de kwantumlimiet van energieresolutie in dierlijke magnetoreceptie, PRX Life (2025). DOI: 10.1103/PRXLife.3.013004

Journal informatie: PRX Life

© 2025 Science X Network