Nauka

Fizyka kwantowa w mózgu ptaka

Ostatnia aktualizacja: 25.01.2011 17:00
Aktywowany światłem "kompas" w tylnej części oka niektórych ptaków najprawdopodobniej potrafi dłużej utrzymywać subtelne stany kwantowe elektronów niż najlepsze sztuczne systemy - informuje "New Scientist".

Wiadomo, że podczas swoich migracji ptaki nawigują wyczuwając pole magnetyczne Ziemi - jednak dokładny mechanizm tej nawigacji nie jest jasny. Gołębie prawdopodobnie korzystają z magnetytu w swoich dziobach. Inne ptaki - jak rudzik - według najnowszych teorii mogą polegać na wyzwalanych przez światło reakcjach chemicznych, które zależą od orientacji ptaka w stosunku do pola magnetycznego Ziemi.

Chodzi o mechanizm powstawania par rodników (RP). Światło pobudza dwa elektrony w jednej cząsteczce i powoduje przejście jednego z nich do drugiej cząsteczki. Choć te dwa elektrony są od siebie oddzielone, istnieje między nimi więź, zwana splątaniem kwantowym. Nie na stałe - elektrony w końcu wracają do stanu spoczynkowego. Zanim to jednak nastąpi, pole magnetyczne może wpływać na ustawienie względem siebie spinów elektronów, co zmienia właściwości chemiczne cząsteczek. Zmiany stężenia substancji chemicznych w różnych częściach oka mogą być wykorzystywane do określenia orientacji ptaka w przestrzeni.

Eric Gauger i jego koledzy z University of Oxford postanowili sprawdzić, jak długo utrzymują się stany splątania elektronów. Naukowcy oparli się na wynikach wcześniejszych eksperymentów dotyczących europejskich rudzików, wystawionych na działanie pola magnetycznego o zmiennym kierunku. Okazało się, że pole magnetyczne o natężeniu 15 nanoTesli - co stanowi mniej niż jedną tysięczną ziemskiego pola magnetycznego - zakłócało u ptaków poczucie kierunku.

Oscylujące pole magnetyczne może zakłócać poczucie kierunku jednie wtedy, gdy elektrony pozostają splątane. Słabsze pole magnetyczne potrzebuje więcej czasu, by zmienić spin elektronu - na tej podstawie obliczono, że stan splątania elektronów u ptaka musi trwać co najmniej 100 mikrosekund.

Tymczasem w warunkach laboratoryjnych, w podobnej temperaturze, w klatce z atomów węgla z atomem azotu w środku, podobne stany kwantowe utrzymują się co najwyżej przez 80 sekund. Być może badania ptaków pozwolą rozszerzyć naszą wiedzę o fizyce kwantowej.

(ki)

Czytaj także

Redakcja "Science" ogłasza odkrycie roku

Ostatnia aktualizacja: 17.12.2010 08:00
Pierwsza w historii ludzkości maszyna kwantowa - to jedno z najważniejszych dokonań naukowych roku.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Im więcej jedzenia, tym mniej zalotów

Ostatnia aktualizacja: 12.01.2011 14:00
Ludzie budują karmniki, aby pomóc ptakom przetrwać zimę. Jednak wiosenne dokarmianie nie służy sikorom.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Śpiewająca ewolucja ptaków

Ostatnia aktualizacja: 14.01.2011 09:00
Być może obserwujemy powstawanie nowych, miejskich ras. Naukowcy zauważyli, że żyjące blisko ludzi ptaki, coraz głośniej śpiewają, by przekrzyczeć miejski hałas.
rozwiń zwiń
Czytaj także

Gniazdo mówi o gospodarzu

Ostatnia aktualizacja: 24.01.2011 12:00
Sposób, w jaki niektóre ptaki drapieżne ozdabiają swoje gniazda, mówi sporo o ich witalności i jakości zajmowanego przez nie terytorium.
rozwiń zwiń