დედამიწის მაგნიტოსფერო მრავალი სახეობისათვის გზამკვლევი შუქურასავითაა. ახალმა კვლევამ ასეთ ცხოველებში ორი ტიპის "სენსორი" გამოავლინა, რომლებიც მაგნიტურ ველს თითქმის კვანტურ დონეზე აღიქვამს. ამ აღმოჩენამ შესაძლოა, თანამედროვე მაგნიტომეტრები (მაგნიტური ველის საზომი მოწყობილობები) მნიშვნელოვნად გააუმჯობესოს.

მაგნიტური ველის მიმართ მგრძნობელობა სხვადასხვაგვარია. მაგალითად, ის რკინით მდიდარი უჯრედების ან თვალის ფოტორეცეპტორების ქიმიურ ცვლილებებს უკავშირდება. ამგვარი მაგნიტორეცეფცია ევოლუციური პროცესისას განვითარდა, რათა ცხოველებს სივრცეში გადაადგილება გამარტივებოდათ. მეცნიერებმა სამი ასეთი ადაპტაცია შეისწავლეს და დაადგინეს, რომ მათგან ორი კვანტურ ზღვარს უახლოვდება.

ადამიანები მაგნეტიზმს უძველესი დროიდან იყენებენ. დღესდღეობით მაგნიტური ველის გაზომვა ელექტრომაგნიტიზმის კვანტური ბუნების სიღრმისეულ გააზრებას მოითხოვს. შედეგად, ასეთი ტექნოლოგიის მგრძნობელობაც უმჯობესდება და სპეციალისტებს გამოთვლების ფიზიკური ზღვრის პროგნოზირების საშუალებაც ეძლევათ. მაგნიტური ველის გამოსათვლელად ერთ-ერთი მთავარი ნაბიჯი მისი ენერგიის განსაზღვრაა. რაც უფრო ზუსტია გამოთვლები, კვანტური გაურკვევლობა მით უფრო იზრდება. ამ პროცესს კიდევ უფრო ართულებს გარემოსთან კვანტური სისტემების "გადახლართვა", რაც ენერგიის აღქმის სიზუსტეს არღვევს.

ენერგიის გარჩევადობის ლიმიტი (ERL) ისეთ პარამეტრებს აერთიანებს, როგორიცაა კვანტური გაურკვევლობა, აღქმული არეალის სიდიდე და დრო ან დიაპაზონი, რომელშიც მას ვაკვირდებით. ამას პლანკის მუდმივასკენ მივყავართ, რაც პოტენციური ზღვრის დადგენაში გვეხმარება. სენსორების ენერგიის გარჩევადობის ლიმიტი საშუალებას იძლევა, რომ ბიოლოგიური მაგნიტორეცეფციის კვანტური შრეების შესახებ მეტი გავიგოთ.

ზოგადად, ცოცხალი ორგანიზმები დედამიწის მაგნიტურ ველს რამდენიმე გავრცელებული მეთოდით აფიქსირებენ, ესენია: ინდუქციური, რადიკალების წყვილისა და მაგნეტიტური მექანიზმები. აქედან პირველი ბიოლოგიურ სისტემაში მაგნიტური ველის ენერგიას ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნის და ისეთ ცვლილებებს იწვევს, რომლებიც ცხოველთა ქცევაზე ზემოქმედებს. მაგალითად, 2019 წლის კვლევაში მეცნიერებმა ივარაუდეს, რომ დედამიწის მაგნიტური ველი ოდნავ ცვლის ძაბვას, რომლის მიმართაც მგრძნობელობას მტრედების ყურში არსებული თმის უჯრედები ავლენს.

რადიკალების წყვილის მექანიზმი სხვადასხვა მოლეკულაზე მიმაგრებული დაუწყვილებელი ელექტრონების ურთიერთკავშირზეა დამყარებული. მაგნიტური ველის გავლენით მათი ბალანსი იმდენად იცვლება, რომ ქიმიური რეაქციების ბუნებაზე აისახება და ბიოლოგიურ დონეზე აქვს ეფექტი. რაც შეეხება მაგნეტიტურ მექანიზმს, ის ორგანიზმის შემადგენელ უჯრედებში რკინით მდიდარი პაწაწინა კრისტალების მაგნიტურ ველთან ურთიერთქმედებას უკავშირდება. ეს ცხოველებს სივრცეში სათანადო ნავიგაციის შესაძლებლობას აძლევს.

ახალი კვლევის თანახმად, კვანტურ ზღვარს ყველაზე მეტად რადიკალთა წყვილის მექანიზმი უახლოვდება. ამით ის ჩვენს ხელთ არსებული ტექნოლოგიის მგრძნობელობასაც კი ემსგავსება. მეორე ადგილზე მაგნეტიტური მექანიზმია, ინდუქციური კი კრიტერიუმებს არ აკმაყოფილებს.

ავტორთა ნაშრომი გამოცემაში PRX Life 3 გამოქვეყნდა.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.