Wiadomo, że podczas swoich migracji ptaki nawigują wyczuwając pole magnetyczne Ziemi - jednak dokładny mechanizm tej nawigacji nie jest jasny. Gołębie prawdopodobnie korzystają z magnetytu w swoich dziobach. Inne ptaki - jak rudzik - według najnowszych teorii mogą polegać na wyzwalanych przez światło reakcjach chemicznych, które zależą od orientacji ptaka w stosunku do pola magnetycznego Ziemi.

Chodzi o mechanizm powstawania par rodników (RP). Światło pobudza dwa elektrony w jednej cząsteczce i powoduje przejście jednego z nich do drugiej cząsteczki. Choć te dwa elektrony są od siebie oddzielone, istnieje między nimi więź, zwana splątaniem kwantowym. Nie na stałe - elektrony w końcu wracają do stanu spoczynkowego. Zanim to jednak nastąpi, pole magnetyczne może wpływać na ustawienie względem siebie spinów elektronów, co zmienia właściwości chemiczne cząsteczek. Zmiany stężenia substancji chemicznych w różnych częściach oka mogą być wykorzystywane dookreślenia orientacji ptaka w przestrzeni.

Eric Gauger i jego koledzy z University of Oxford postanowili sprawdzić, jak długo utrzymują się stany splątania elektronów. Naukowcy oparli się na wynikach wcześniejszych eksperymentów dotyczących europejskich rudzików, wystawionych na działanie pola magnetycznego o zmiennym kierunku. Okazało się, że pole magnetyczne o natężeniu 15 nanoTesli - co stanowi mniej niż jedną tysięczną ziemskiego pola magnetycznego - zakłócało u ptaków poczucie kierunku.

Oscylujące pole magnetyczne może zakłócać poczucie kierunku jednie wtedy, gdy elektrony pozostają splątane. Słabsze pole magnetyczne potrzebuje więcej czasu, by zmienić spin elektronu - na tej podstawie obliczono, że stan splątania elektronów u ptaka musi trwać co najmniej 100 mikrosekund.

Tymczasem w warunkach laboratoryjnych, w podobnej temperaturze, w klatce z atomów węgla z atomem azotu w środku, podobne stany kwantowe utrzymują się co najwyżej przez 80 sekund. Być może badania ptaków pozwolą rozszerzyć naszą wiedzę o fizyce kwantowej.PMW

PAP - Nauka w Polsce

tot/bsz