Учёные обнаружили, что у некоторых животных есть рецепторы, которые реагируют на магнитное поле и функционируют вблизи квантового предела. Исследователи полагают, что детальное изучение таких рецепторов даст возможность людям разрабатывать более компактные детекторы магнитного поля.
Много живых существ используют магнитное поле Земли для ориентирования — птицы, бабочки, рыбы, летучие мыши, даже бактерии. В ходе эволюции у животных развились Существуют различные типы магнитных датчиков: радикальные пары, индукционные механизмы и магниторецепция на базе магнетита, минерала из оксидов железа, присутствующего в организме.
Радикальные пары обнаруживают связь между незанятыми электронами, присущими конкретным молекулам. Индукция переводит энергию магнитного поля в электричество, которое затем воспринимает нервная система животного. Магниторецепция с использованием магнетита. работает Животные ориентируются благодаря восприятию движения или изменения положения мельчайших железных кристаллов внутри тела, как компас.
Ученые из Университета Крита изучают чувствительность животных к магнитному полю в зависимости от типа их сенсоров. Исследователи определили параметры оценки магнитного сенсора: объем, время ответа и степень неопределенности в оценке магнитного поля. Эти параметры могут быть очень малыми для миниатюрных сенсоров, но существует физический предел работы таких структур, связанный с постоянной Планка.
Для оценки биологических сенсоров физики предположили, что некоторые животные воспринимают магнитное поле на величинах, близких к теоретическому пределу из-за малого размера и крайне слабых изменений поля, которые способны улавливать. Вместо измерения таких параметров ученые пошли обратным путем: начали с квантового предела и вывели неизвестные параметры.
Авторы исследования выяснилиКак минимум два биологических магниторецептора, участвующие в восприятии химических реакций у разных животных, могут функционировать на квантовом уровне чувствительности к магнитным полям или почти на нём. опубликована в журнале PRX Life.
Исследования выявили, что индукционные устройства не обладают квантовым уровнем чувствительности. Вместе с тем радикально-парный механизм и принцип работы на основе магнетита могут приблизиться к пределу точности измерения магнитного поля.
Открытие, как считают физики, позволит изготавливать более точные приборы для измерения магнитных полей.