Птицы используют для ориентации квантовые процессы в своих глазах

В отличие от шрёдингеровского кота, птицы могут оказаться настоящими, а не вымышленными квантовыми животными.

Глазная жидкость — точнее, клетки, находящиеся в ней, — у птиц могут продлять квантовую запутанность для того, чтобы дать им возможность воспринимать линии магнитного поля Земли.

Свет, взаимодействующий с рецепторами в глазу птиц, приводит к появлению там двух молекул с неспаренными электронами. Спины этих электронов связаны между собой квантовой запутанностью. Если взаиморасположение спинов подвержено влиянию земного магнитного поля, то эта пара неспаренных электронов может вызвать химические изменения в птичьем глазу, причём такие, которые пернатое способно почувствовать.

Благодаря амортизации воздействия электронов на молекулы клеток глаза затухающие колебания частиц сохраняются намного дольше, чем длятся сами состояния квантовой запутанности. (Иллюстрация Zachary B. Walters.)

Это объяснение уже предлагалось учёными, отчаявшимися выяснить, где же в организме птиц находится «компас». Впрочем, если бы только у птиц! Такие же способности, как удалось обнаружить в экспериментах, присущи тем или иным видам внутри любой большой группы позвоночных. А заодно и ракообразных, насекомых и некоторых моллюсков.

Ключом к непонятному местоположению «компаса» может стать тот факт, что у большинства видов (кроме голого землекопа и морской черепахи) «встроенное» магнитное чувство активируется светом. Поэтому квантовое запутывание уже применялось как вариант. Вот только http://www.newscientist.com/article/mg20927963.000-quantum-states-last-longer-in-birds-eyes.html>исследование, проведённое в 2009 году оксфордскими (Великобритания) учёными, показало следующее: для того чтобы птица могла успеть почувствовать взаимодействие электронов с теми или иными веществами в её глазах, такое состояние квантовой запутанности должно длиться как минимум 100 мкс. Проблема здесь в том, что сохранение этого квантового состояния столь долгое время — задача головоломная и для наших физиков, куда уж тут, казалось бы, птицам.

Работа Захари Уолтерса из Института физики сложных систем общества Макса Планка (Германия) показывает, что взаимодействие между клетками в птичьем глазу и парой электронов позволяет им оставаться в запутанном состоянии дольше при помощи затухающего колебания.

Примерно так же, как автомобиль с амортизаторами растягивает удар подвески о неровность дороги и смягчает его, несколько продляя колебательные движения, сигнал от пары электронов, взаимодействуя с элементами живой клетки, затухает постепенно, и небольшие колебания остаются (десятки микросекунд) в клетке даже после того, как сама квантовая запутанность пары электронов уже закончилось.

Г-н Уолтерс отмечает: пока мы не изучили механизм этого взаимодействия более глубоко, непонятно, как долго продолжаются такие затухающие колебания. Однако его модель показывает, что с высокой вероятностью можно говорить о 100 мкс.

Если это так, то птицы (и не только) научились использовать квантовые механизмы задолго до того, как мы с вами в невероятных трудах и с вечными «тройками» в зачётках выяснили, что это такое.

Подготовлено по материалам arXiv.