Pewne zdolności nawigacyjne zwierząt stwierdzono, że działają na granicy lub blisko granicy kwantowego limitu wykrywania pola magnetycznego

4 lutego 2025 raport

Ten artykuł został przejrzany zgodnie z procesem redakcyjnym i politykami Science X. Redaktorzy podkreślili następujące cechy, zapewniając wiarygodność treści:

Sprawdzone fakty

Publikacja z recenzją naukową

Zaufane źródło

Sprawdzony

przez Boba Yirka, Phys.org

Para fizyków z Uniwersytetu Kreteńskiego odkryła, że niektóre rodzaje biologicznych magnetoreceptorów używanych przez różne stworzenia do nawigacji działają na granicy kwantowej lub w jej pobliżu. W swojej pracy opublikowanej w czasopiśmie PRX Life, I. K. Kominis i E. Gkoudinakis opisują, jak zajęli się problemem czucia magnetycznego u małych zwierząt od strony odwrotnej, określając granice nieznanych kwantowych parametrów i co to pokazało na temat zdolności nawigacyjnych niektórych zwierząt.

Poprzednie badania wykazały, że wiele stworzeń wykorzystuje pole magnetyczne Ziemi jako pomoc w nawigacji. Niekiedy rekiny, ryby i ptaki korzystają z niego, aby pokonywać długie odległości. Różne zwierzęta posiadają różne rodzaje czujników magnetycznych, w tym mechanizmy związków typu rodnikowego, indukcji i magnetytu.

Mechanizm związku typu rodnikowego działa poprzez wykrywanie korelacji między niesparowanymi elektronami przyczepionymi do określonych cząsteczek. Indukcja działa poprzez przekształcenie energii w polu magnetycznym w elektryczność, a następnie wykrywanie ładunku elektrycznego. Natomiast magnetytowy mechanizm magnetorecepcyjny polega na wykrywaniu ruchu lub orientacji małych kryształów żelaza w ciele, podobnie jak w sztucznie stworzonym kompasie.

Kominis i Gkoudinakis byli ciekawi granic zdolności czujników takich stworzeń, w oparciu o ich rodzaj czujników. Rozpoczęli swoje badania od zauważenia, że wydajność czujnika magnetycznego można ocenić na podstawie trzech typów parametrów - objętość, czas i stopień niepewności szacunków pola magnetycznego. Zauważyli również, że parametry te, służące do oceny takiej wydajności, mogą być zmniejszone, aby pomieścić małe czujniki, ale istnieje również granica oparta na stałej Plancka.

Aby ocenić wydajność czujników biologicznych, badacze zauważyli, że niektóre zwierzęta prawdopodobnie działają przy tej granicy ze względu na swoją małą wielkość i bardzo niewielką ilość zmian pola magnetycznego. Zamiast próbować jakoś zmierzyć takie parametry, para zaczęła działać od tej granicy kwantowej i pracowała wstecz do nieznanych parametrów.

Stwierdzili, że co najmniej dwa biologiczne magnetoreceptory związane z wykrywaniem reakcji chemicznych u różnych zwierząt mogą działać dokładnie na granicy kwantowego wykrywania pola magnetycznego, lub być bardzo blisko niej - co sugeruje, że taka obserwacja mogłaby prowadzić do opracowania bardziej czułych urządzeń do detekcji pola magnetycznego.

Więcej informacji: I. K. Kominis et al, Approaching the Quantum Limit of Energy Resolution in Animal Magnetoreception, PRX Life (2025). DOI: 10.1103/PRXLife.3.013004

Informacje o czasopiśmie: PRX Life

© 2025 Science X Network