Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Бытует мнение, что квантовые явления просто есть сами по себе и нигде невозможно встретить примеры их работы. Излюбленная тактика таких научно-популярных хейтеров — это говорить, что окей, ладно, пусть оно так. Но как ваша эта вся квантовая физика помогает моей машине ехать?
Что же, на лицо тут скудность мышления. Стоит лишь углубиться в процесс и перестать всё сводить к живо-мёртвому коту, как мир заиграет новыми краскаи. Но если существование квантового туннелирования или QLED дисплеев на квантовых точках мало удивит тех, кто интересует квантовыми технологиями, то вот проявление работы квантовой физики в природе может показаться весьма необычным явлением.
Что вы знаете о перелётных птицах? Правильно, они любят зимовать там, где тепло, а для того вместе со сменой сезонов меняют и место обитания. Это обычная практика. Весной или осенью можно наблюдать на небе великолепные косяки из птичьих стай, которые перемещаются в том или ином направлении. Осенью это кажется печальным, а весной — наоборот вдохновляет.
Вот только главный вопрос технаря…А как птицы перемещаются по небу настолько точно?
Хех, и тут мы переходим к самому интересному.
Возможно вы слышали термин магниторецепция. Это способность птицы ориентироваться в пространстве и лететь строго на юг (или на север при обратном полете). У птицы нет навигатора, зато есть природный компас. Вот только вряд ли вы могли полагать, что магнитрецепция имеет квантовые корни.
Считается, что магниторецепция вызвана особым протиеном, называемым криптохром. Это светочувствительные белки сетчатки птиц, особенно ярко выраженные у перелетных птиц, таких как гуси.
Под воздействием синего света (от неба) криптохром вступает в реакцию, в результате которой образуется пара запутанных электронов. Проще говоря — в результате взаимодействия с фотоном появляется пара запутанных электронов, которые попадают в разные молекулы глаза птицы.
Запутанность означает, что свойства двух электронов каким-то образом связаны друг с другом, даже если они находятся на расстоянии. Как именно пока неизвестно. Но тут это и не важно. Интересен сам механизм.
Магнитное поле Земли влияет на одно из свойств электронов — вращение. Это изменение спинового состояния определяет исход химической реакции.
Сложная реакция создает сигнальные молекулы, которые изменяются в зависимости от угла ориентации птицы по отношению к магнитному полю. Эти сигналы передаются в мозг через зрительный нерв, где интерпретируются как зрительные образы.
Роль квантовой запутанности тут простая — наплодить множество запутанных частиц, которые смогут воздействовать на глаз биологически и считываться как сигнал мозгом птицы. Если бы это был разовый электрон, то рецепторы птицы не фиксировали бы его влияние при изменении спина. А тут целая группа молекул начинает бурлить.
Дальше всё просто и мы, в общем-то, уже это проговорили. Свет вступает в реакцию с рецепторами в глазах птиц, образуя две молекулы с неспаренными электронами, спины которых связаны квантовой запутанностью. Эта связанность спинов позволяет усиливать реакцию и делать процесс видимым для птицы.
Когда криптохромы реагируют на магнитное поле, они запускают каскад биохимических реакций в нейронах сетчатки. Эти сигналы по специальным нервным путям поступают в мозг птицы, где происходит их интеграция с информацией от других органов чувств. В результате в сознании птицы формируется трёхмерная магнитная карта местности, которая постоянно обновляется в режиме реального времени, позволяя птице корректировать свой курс при необходимости.
Возможно, когда-то подобные способности были и у других видов, но поскольку их экзистенциальные потребности не зависели от таких способностей, со временем они пропали.
Поделись видео: