Птахи можуть утримувати квантову зчепленість

Маліновкі утримують квантову зчепленість у своїх очах на 20 мікросекунд довше, ніж у кращих лабораторних системах. До такого висновку прийшли фізики, які досліджували як птахи використовують квантові ефекти, щоб "бачити" магнітне поле Землі.

Квантовая зчепленість - це стан електронів, які розділені в просторі, але продовжують впливати один на одного. Висунута теорія, згідно з якою в очах птахів вбудовані компаси, що діють на основі сцепленности.

"Як жива система могла еволюціонувати, щоб навчитися підтримувати всередині себе квантовий стан так само добре, і навіть краще, ніж в лабораторних умовах ", - задається питанням квантовий фізик Саймон Бенджамін з Оксфордського університету і Сінгапурського Національного Університету, співавтор нового дослідження. "Це дійсно вражаюче".

Многіе тварини, не тільки птахи, але і ссавці, риби, рептилії і навіть ракоподібні і комахи - визначають маршрут пересування за допомогою магнітного поля Землі. Фізик Клаус Шультен з Іллінойського Університету, висунув теорію, згідно з якою птахи орієнтуються в просторі за допомогою деяких біомагнітних реакцій в їхніх очах, які поки ще не відкриті.

Ісследованіе дозволило виявити наявність спеціальних світлочутливих клітин, що містять протеїн під назвою кріптохром. Коли фотон проникає в око, він взаємодіє з кріптохроми, передаючи частину енергії електронам, які перебувають у стані сцепленности.

Одін з цих електронів переміщується на кілька нанометрів, де відчуває магнітне поле, яке трохи відрізняється від того, в якому знаходиться його партнер. Тип хімічних реакцій варіюється, залежно від того, як магнітне поле змінює спін електрона. У теорії, в результаті безлічі подібних реакцій, в оці у птаха створюється зображення магнітного поля Землі у вигляді чорно-білого візерунка.

Но ці квантові стани надзвичайно тендітні. Навіть в лабораторії, де атоми охолоджуються до майже абсолютного нуля, стан сцепленности вдається утримати всього в перебігу декількох тисячних секунди. Біологічні системи занадто теплі і вологі, щоб утримувати квантовий стан так довго, але якимось чином вони примудряються це проробляти.

Ісследованіе, яке очолював Торстен Рітц з Каліфорнійського університету, проведене в 2004 році, показало, що малинівки з легкістю знаходили напрямок до Африці за допомогою магнітного поля Землі, але коли додається другий магнітне поле, то воно збивало їх внутрішній компас. Це друге поле було настільки слабким - менше третини 1 відсотка поля Землі, що могло вплинути виключно на квантові системи.

Учение підрахували, що така чутливість до слабких полях, вимагає утримання стану сцепленности в течії як мінімум 100 мікросекунд або 0.00001 секунди. "Це просто вражаюче", - сказав Бенджамін.

Орігінал (на англ. Мовою): Wired

• Ярко-синие «калийные пруды» в Юте заметили из космоса рядом с тёмно-зелёной рекой Колорадо
• Учёные создали самую подробную карту нейронных дендритов в мозге мыши
• В Египте обнаружен древний «крокодил с длинной мордой», который переписывает эволюцию рептилий
• Как животные получают свои «совершенно несовершенные» пятна и полосы
• Гипергравитация повышает продуктивность мха: японские учёные нашли ген, отвечающий за адаптацию
• Осы, которые умеют «ставить жизнь на паузу»: открытие может помочь замедлить старение у людей
• Против Дарвина: ученые обнаружили, что черви «переписали» свою ДНК, чтобы выжить на суше
• Зимний морской лёд усиливает способность Южного океана поглощать CO₂