Квантовый предел магниторецепции животных
Пара физиков из Университета Крита обнаружили, что некоторые типы биологических магниторецепторов, используемых различными животными для навигации, работают на квантовом пределе или около него. В своей статье, опубликованной в журнале PRX Life, IK Kominis и E. Gkoudinakis описывают проблему магнитного восприятия у крошечных существ и их навигационные способности.
Рис. Предел разрешения энергии в магнитном зондировании. Кредит: PRX Life (2025). DOI: 10.1103/PRXLife.3.013004
Многие существа используют магнитное поле Земли в качестве навигационного средства. Например, некоторые акулы, рыбы и птицы используют его, чтобы преодолевать большие расстояния. У разных животных также есть разные типы магнитных сенсоров, включая радикально-парные, индукционные и магнетитовые механизмы.
Механизм такой: между неспаренными электронами (радикальная пара), которые прикреплены к определённым молекулам, наблюдается корреляция. Далее, благодаря индукции, в магнитном поле энергия превращается в электричество и затем в электрический заряд. А магниторецепция на основе магнетита включает ощущение движения или ориентации крошечных кристаллов железа в теле, подобно компасу.
В работе было отмечено, что производительность магнитного сенсора можно оценить с использованием трех типов параметров — объема, времени и степени неопределенности оценок магнитного поля. Чтобы вместить крошечные сенсоры параметры, используемые для оценки такой производительности, можно сделать малыми, но есть также предел, основанный на постоянной Планка.
Было обнаружено, что по крайней мере два биологических магниторецептора, связанных с восприятием химических реакций у различных животных, могут работать прямо на квантовом пределе обнаружения магнитного поля или, возможно, очень близко к нему. По мнению учёных, это открытие может привести к разработке более чувствительных устройств для обнаружения магнитного поля.
