Может ли «квантовый компас» помогать птицам ориентироваться в пространстве через магнитное поле?

Может ли «квантовый компас» помогать птицам ориентироваться в пространстве через магнитное поле?

Сложно доказать, что устройство, называемое квантовым компасом, действительно является таковым. Но существует гипотеза, что удивительная способность птиц определять путь, используя магнитное поле, зависит от их биологического квантового компаса, хотя доказательства этого – совсем другая история.

На заседании Американского физического общества в эту среду Питер Хор будет описывать новые результаты экспериментов, которые помогут объяснить природу птичьей чувствительности к магнитным полям. Как и многие другие организмы, птицы имеют много специфических способностей, которые помогают им ориентироваться. В дополнение к таким умениям, как способность обнаруживать поляризованный свет, они располагают множеством способов чувствовать магнитное поле. Идея в том, что они используют магнитные частицы через нервные окончания в их клювах. Именно так пытаются объяснить это ученые.
При более близком рассмотрении предполагается, что эти частицы являются просто железными оседаниям в макрофагах, не имеющие прямую связь с их нервной системой. Поэтому берется на вооружение гипотеза, что птицы используют некий химический компас. Суть в том, что активированные светом химические реакции позволяют птичьим глазам улавливать не только силу магнитных полей, но и их направление.

Может ли «квантовый компас» помогать птицам ориентироваться в пространстве через магнитное поле?

Чтобы это работало должен существовать способ усилить мелкие магнитные эффекты, которые «спрятаны» под тепловым фоном. Одним из механизмов, которые исполняет эту работу, является то, что известно, как радикальные пары. Радикальные пары это совокупность двух радикалов в структурной ячейке, образуемой молекулами жидкости или твердого тела. При этом каждый из них обладает одним непарным электроном, вращение которого коррелируется к второму подобному электрону.
Светочувствительный белок, известный как криптохром располагается в клетках сетчатки многих животных, и, похоже, отвечает всем требованиям. В ядре лежит кофактор, называющийся флавинадениндинуклеотидом, который удерживается аминокислотой триптофаном. При возникновении синего или зеленого света перенос электронов в криптохромном комплексе создает вид радикального пара, который необходим для датчика магнитного поля.
Вместе с Хенриком Моуристеном Питер Хор проверял чувствительность этих магнетических сенсоров у евразийских зарянок. Их эксперименты наблюдали способность зарянок ориентироваться при изменении силы магнитного поля и деструктивных электромагнитных помехах. Другие исследователи докладывали, что замена, казалось бы, важных триптофановых осадков в разных криптохромах других животных не возымела эффекта. Поэтому, Питеру Хору был задан вопрос: как это открытие влияет на птиц. Он отмечает, что любой из четырех криптохромов может быть потенциально основным в магнитном рецепторе, и что также могут существовать альтернативы перемещений электронов в триптофановых аминокислотах.

Может ли «квантовый компас» помогать птицам ориентироваться в пространстве через магнитное поле?

В квантовых компьютерах наложения и заграждения быстро распадаются при воздействии вакуума и криогенных температур. Если природа внедряет подобные механизмы при комнатной температуре, используя радикальные пары в белках, чтобы устроить эффект, для которого ученым нужны тонны оборудования, то нам есть чему у нее поучиться.
Исследователям уже удалось получить химический радикальный пар с нуля, чтобы изучить квантовые эффекты когерентности. Для одной из таких молекул они использовали фуллерен, связанный с двумя молекулами, известными как порфирин и каротиноид.
В то время как другие виды реакций, протекающих при зрении и фотосинтезе, могут использовать квантовые явления в их начальной стадии, последние исследования показывают, что только магниторецепция может потребовать более сложных процессов квантовой когерентности. Использование таких способностей животных в созданиях квантовых компьютеров может быть не единственным применением. Многие другие виды датчиков и сенсоров, таких как радар или МРТ, могут быть улучшены благодаря подобным открытиям.

via

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top