Магнитният усет при животните е шокиращо близо до квантовите предели
Магнитосферата на Земята е пътеводен фар за другите типове, които са способни да усещат нейното наличие.
Физиците към този момент откриха два типа датчици при животните, които могат да откриват магнитните полета, близки до квантовата граница – информация, която може да усъвършенства нашия личен дизайн на магнитометричните устройства.
По многочислени способи, като да вземем за пример богати на желязо кафези, реагиращи на притегателната мощ на полето, или отклоняване в химията на фоторецепторите в задната част на очите, магниторецепцията се е появила в еволюционната история като средство за направляване на живота по цялото земно кълбо.
Любопитни да схванат по какъв начин биологичните решения се съпоставят с достиженията на магнитометричните технологии, физиците от Университета в Крит Янис Коминис и Ефтимис Гкудинакис направиха оценка на границата на енергийната разграничителна дарба на три интеграции, като откриха, че най-малко две от тях се приближават на косъм от квантовите граници за разкриване на магнитните полета.
Въоръжени с нищо повече от уместно намагнетизирана железна игла, хората се ориентират в неизвестността съгласно посоките на земните компаси, освен това в продължение на хиляди години.
Днес способността ни да дефинираме с акуратност силата на едно едва или мощно лимитирано магнитно поле изисква в детайли и задълбочено схващане на квантовата природа на електромагнетизма, което освен усъвършенства чувствителността, само че и ни дава опция да определим физическите граници на всяко премерване.
Основополагащо за изчисляването на силата на привличане и отбиване на магнитното поле е опцията за премерване на съдържащата се в него сила. Тъй като опциите ни за премерване на магнетизма стават все по-прецизни, квантовата несигурност все по-силно взема връх, като че ли Вселената не е напълно сигурна в нищо, до момента в който ние продължаваме да се фокусираме върху нейните елементи.
Към това предизвикателство се прибавя и наклонността системите на квантово равнище да се преплитат със заобикалящата ги среда, което още повече размива границите на силата, ограничавана от магнитното поле.
Границата на енергийна разграничителна дарба (ERL, energy resolution limit) е композиция от параметри, представящи икономичността на квантовата система в обсега на датчика, която включва оценка на нейната несигурност, размера на сензорната област плюс времето и ширината на честотната лента, в границите на която се прави измерването.
Крайният резултат е единица сила за избран интервал от време, еквивалентна на известната във физиката квантова големина, известна като Константата на Планк, която разрешава на експертите да съпоставят съществуващите технологии във връзка с тяхното равнище на точност и в същото време да правят оценка способността на всяка евентуална система да доближи или даже да надвиши това, което се смята за граница.
За Коминис и Гкудинакис ERL изчисленията на даден датчик дават идеалната опция да се подложат биологичните магнитни усещания на квантовите стандарти и да се види по какъв начин те се оправят с най-успешните ни изследвания и опити.
Понастоящем съществуват няколко общоприети метода, чрез които се смята, че живите организми записват магнитното поле на Земята. Това са механизмите на индукцията, радикалната двойка и магнетизма. Разгледан е и четвърти вид, съчетаващ магнитните и радикалните двойки.
Индукционните механизми трансформират силата на магнитното поле в електрическа сила в биологичната система, като провокират поредност от промени, които в последна сметка въздействат на държанието. Така да вземем за пример през 2019 година откривателите предложиха, че магнитното поле на Земята може да сътвори едвам доловима разлика в напрежението, доловима от космените кафези в ушните канали на гълъбите, което оказва мощно въздействие на тяхното равновесие.
Гълъбите могат да употребяват магнитната индукция като механизъм за разкриване на магнитното поле на Земята Механизмът на радикалната двойка включва взаимовръзките (корелациите) сред несдвоените електрони, прикрепени към другите молекули.
Под въздействието на магнитното поле салдото в тази двойка се трансформира в задоволителна степен, с цел да повлияе на естеството на химичните реакции, предизвиквайки каскада от биологични резултати, които се дефинират от ориентацията на магнитното поле.
Механизмът на радикалните двойки, употребен за квантовата магнитна детекция при птиците, се реализира в молекулите на криптохрома в клетките на тяхната ретина. Магнитната детекция и ориентировка, основана на магнетизма, е надалеч по-опростен метод. Смята се, че дребни кристали от съединения на основата на желязо в клетките на организмите реагират на магнитните полета със мощ, задоволително огромна, с цел да бъде усетена, като принуждават микроскопичните кафези да се ориентират и дават опция на животните да усетят накъде са насочени – на север и на юг, на изток и на запад.
Макар че проучванията в тази област не престават и към момента са най-вече в региона на теориите, и хипотезите, всеки един от тези механизми има капацитета да бъде извънредно сензитивен и да разкрие нови способи, по които можем да открием слабите или лимитираните местни следи за съществуването на магнитни полета.
Изчисленията, направени от Коминис и Гкудинакис, откриват, че индукционните механизми не се приближават до квантово равнище на сензитивност. И въпреки всичко ограниченията, които употребяват коренно групиране, могат да се приближат до квантовите граници. Същото може да направи и човешката техника от последващо потомство.
Това освен може да разкрие нови насоки за нововъведения, само че и да даде информация за бъдещи опити за изследването на разнообразните способи, по които животът на Земята е еволюирал, с цел да се управлява от невидимото магнитно поле над главите ни.
