Удивительный мир природы раскрывает нам потрясающие способности живых существ. Множество видов, от грациозных птиц до крошечных бактерий, успешно ориентируются в пространстве благодаря магнитному полю нашей планеты. Эволюция наградила их тремя уникальными типами магнитных датчиков: системой радикальных пар, индукционными механизмами и магниторецепцией на базе природного магнетита — особого железосодержащего минерала.
Каждый из этих механизмов работает по-своему: радикальные пары анализируют взаимодействие между свободными электронами в определенных молекулярных структурах. Индукционная система преобразует магнитную энергию в электрические сигналы, которые затем считывает нервная система. А магниторецепторы на основе магнетита действуют подобно миниатюрному компасу, реагируя на перемещение микроскопических железных кристаллов внутри организма.
Группа исследователей из греческого Университета Крита провела захватывающее исследование, чтобы определить максимальные возможности этих природных навигационных систем. Они тщательно изучили ключевые характеристики магнитных сенсоров — их размер, скорость реакции и точность определения магнитного поля. Ученые обнаружили, что даже для самых миниатюрных рецепторов существует фундаментальный физический предел чувствительности, определяемый постоянной Планка.
В ходе исследования специалисты применили инновационный подход. Они предположили, что некоторые животные способны воспринимать магнитные поля на уровне, близком к теоретическому пределу, благодаря компактным размерам их сенсоров и их удивительной чувствительности. Используя обратный метод расчета, исследователи отталкивались от квантового предела для определения неизвестных параметров.
Результаты исследования, опубликованные в престижном научном издании PRX Life, показали поразительный факт: минимум два типа биологических магниторецепторов, участвующих в химических реакциях различных животных, функционируют практически на квантовом пределе обнаружения магнитного поля.
Научный анализ выявил, что хотя индукционные механизмы не достигают квантового уровня чувствительности, системы на основе радикальных пар и магнетита демонстрируют практически предельную точность в обнаружении магнитных полей.
Это революционное открытие открывает захватывающие перспективы для развития технологий. Физики уверены, что понимание принципов работы природных магнитных сенсоров поможет в создании сверхчувствительных приборов для обнаружения и измерения магнитных полей.
Источник: naked-science.ru
