Животные оказались способны чувствовать магнитное поле на квантовом пределе обнаружения
Физики выяснили, что некоторые рецепторы животных, реагирующие на магнитное поле, работают близко к квантовому пределу. По мнению исследователей, тщательное изучение таких рецепторов поможет людям создавать более компактные детекторы магнитного поля.
Многие существа используют магнитное поле Земли для навигации — птицы, бабочки, рыбы, летучие мыши, даже бактерии. У животных в процессе эволюции развились разные типы магнитных сенсоров: радикальные пары, индукционные механизмы и магниторецепция на основе магнетита, минерала из оксидов железа, содержащегося в их организме.
Радикальные пары работают, детектируя связь между неспаренными электронами, связанными с определенными молекулами. Индукция преобразует энергию магнитного поля в электричество, а нервная система животного затем регистрирует электрический заряд. Магниторецепция на основе магнетита работает за счет восприятия движения или смены ориентации крошечных кристаллов железа в теле животного, подобно ориентации по компасу.
Ученые из Университета Крита (Греция) заинтересовались пределами чувствительности животных к магнитному полю в зависимости от типа их сенсоров. Они начали с того, что определили параметры оценки магнитного сенсора — объем, время ответа и степень неопределенности в оценке магнитного поля. Также исследователи указали, что эти параметры могут оказаться очень маленькими для крошечных сенсоров, но существует физический предел работы таких структур, связанный с постоянной Планка.
Чтобы оценить биологические сенсоры, физики предположили, что некоторые животные воспринимают магнитное поле на величинах, близких к теоретическому пределу из-за их малого размера и крайне слабых изменений магнитного поля, которые они способны улавливать. Вместо того чтобы пытаться измерить такие параметры, ученые пошли обратным путем: начали с квантового предела и вывели неизвестные параметры.
Авторы исследования выяснили, что как минимум два биологических магниторецептора, связанных с восприятием химических реакций у различных животных, могут работать прямо на квантовом пределе обнаружения магнитного поля или очень близко к нему. Работа опубликована в журнале PRX Life.
Расчеты показали, что индукционные механизмы не достигают квантового уровня чувствительности. Однако радикально-парный механизм и чувствительность на основе магнетита могут подходить очень близко к пределам точности обнаружения магнитного поля.
Это открытие, по мнению физиков, может привести к созданию более чувствительных устройств для обнаружения магнитных полей.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии