Kuş gözlerinde uzun kuantum halleri

____________________________________________________________________

Kuş beyinli deneyimi genellikle birine hakaret etmek için kullanılır, ancak bu durum değişebilir. Bazı kuşların gözlerinin arkasındaki ışıkla etkinleşen bir pusula, elektronları çok hassas kuantum halinde en iyi yapay sistemlerden daha uzun şekilde muhafaza edebiliyor.

Kuşlar dünyanın manyetik alanını sezerek yol bulur, fakat bunu yapan tam mekanizma kesin olarak belli değildir. Güvercinlerin gagalarındaki magnetit parçalarına güvendiği düşünülüyor. Diğerlerinin de kuşun yöneliminin Dünya’nın manyetik alanına ilişkisine dayalı ışık-tetikli kimyasal değişikliklere güvendiği düşünülüyor.

İkinci yöntemin arkasında radikal çift (radical pair – RP) denen bir işlemin olduğu düşünülüyor. Bu mekanizmada ışık, bir moleküldeki iki elektronu harekete geçirir ve birini diğer bir moleküle fırlatır. İki elektron ayrı olmasına rağmen, dönüşleri birbirine kuantum bağı ile bağlıdır.

Elektronlar sonunda bu kuantum halini bozarak sakinleşir. Bu olmadan önce ise Dünya’nın manyetik alanı elektronların benzer şekildeki dönüşlerini değiştirebilir ki, bu da olaya dahil olan moleküllerin kimyasal özelliklerini değiştirebilir. Bir kuş da bu şekilde gözündeki farklı noktalardaki kimyasal konsantrasyonlarını oryantasyonunu tespit etmek için kullanabilir.

Eğer radikal çift mekanizması doğru ise hassas kuantum hali kuşların göz arkası gibi meşgul bir yerde var olabilir demektir. University of Oxford’dan Eric Gauger ve ekibi de elektronların ne kadar süre bağlı kaldıklarını belirlemeye çalışıyormuş.

Avrupa kızıl gerdanları (narbülbülü) üzerinde göç dönemlerinde farklı seviyede ikidurumlu manyetik alanlara maruz bırakaran araştırmalar yapmışlar. Testlere göre 15 nanoTesla güçte, Dünya’nın manyetik alanının binde birinden daha zayıf, bir bir manyetik alan kuşun yön bulma yetisini etkilemeye yetebiliyor (Biophysical Journal, DOI: 10.1016/j.bpj.2008.11.072).

Bu dalgalanan manyetik alanlar, elektronlar bağlı kalırken sadece kuşun manyetik pusulasını bozuyor. Daha zayıf manyetik alanlar elektronların dönüşünü değiştirmek için daha fazla zamana ihtiyaç duyduğuna göre, ekibin hesaplarına göre elektronlar en az 100 milisaniye bağlı kalmak zorundalar.

Ekibin açıklamasına göre yapay ortamdaki en uzun kuantum sistemi, merkezinde nitrojen atomu ile karbon atomlarından bir kafes, benzer sıcaklıklarsa sadece 80 milisaniye kadar varlığını sürdürebildi.Ekip üyesi Singapur, Kuantum Teknolojileri Merkezi’nden Simon Benjamin, doğanın, onların özel olarak tasarladığı moleküllerden daha iyi bir şekilde kuantum uyumunu koruyabildiğini ifade ediyor.

University of California’dan Thorsten Ritz de daha radikal çift mekanizmasının iyice araştırılıp onaylanması gerektiğini belirtiyor. Tabi uzun süreli kuantum durumları da onu heyecanlandırıyor.

Kaynak.