Manyetik Alan ile Kuşların Kuantum Duyusu Görüntülendi

Dünyayı göçmen bir kuşun gözünden görebilseydik çoğumuz için oldukça ürkütücü bir deneyim olurdu. Görsel sistemlerindeki bir şey, gezegenimizin manyetik alanını görmelerini sağlıyor, bu bir kuantum fiziği ve biyokimya oyunu. Bu şekilde uzak mesafeler boyunca yol alabiliyorlar.

İlk kez, Tokyo Üniversitesi’nden bilim adamları, kuşların ve diğer birçok canlının, Dünya’nın kutuplarını algılama yeteneklerinin ardındaki reaksiyonu doğrudan gözlemlediler. Bu, önceleri sadece varsayım olarak ele alınan fakat ilk kez  kuantum fiziğinin bir hücredeki biyokimyasal reaksiyonu doğrudan etkilediğinin kanıtı olarak düşünülüyor

Araştırmacı ekip, zayıf ışık parlamalarına duyarlı özel bir mikroskop kullanarak, manyetik alanda ki değişikliklere eş zamanlı olarak tepki veren ışığa duyarlı özel bir malzeme içeren insan hücresi kültürünü gözlemledi.

 

 

 

Kaynak: Sciencealert.com – Bir hücrenin floresanı, manyetik alan üzerinden geçerken kararır. (Ikeya ve Woodward, CC BY)

Araştırmacılar bekledikleri gibi, ışımaya sebep olan kimyasal reaksiyonda tuhaf bir kuantum etkisi gözlemledi. Kullanılan hücrelerde herhangi bir değişiklik, düzenleme veya ekleme yapmamışlardı. Peki hücreler, özellikle insan hücreleri, manyetik alanlara nasıl tepki verebilir?

Konuyla ilgili birkaç görüş var, ancak birçok araştırmacı bu yeteneğin, kriptokrom adı verilen fotoreseptörleri içeren benzersiz bir kuantum reaksiyonundan kaynaklandığını düşünüyor.

Kriptokromlar, birçok türün hücrelerinde bulunur ve sirkadiyen ritimlerin ( kısaca sirkadiyen ritim: canlının biyolojik saati) düzenlenmesinde rol oynar. Göçmen kuş türlerinde, köpeklerde ve diğer türlerde, manyetik alanları algılama konusundaki gizemli yeteneklerle bağlantılıdırlar.

Aslında, bizler manyetik alanları göremezken,  hücrelerimiz  kriptokromlar sahiptir ve bilinçli olmasa bile, insanların aslında Dünya’nın manyetizmasını algılama kabiliyetinde olduğuna dair kanıtlar var.

Araştırmacılar, kriptokrom reaksiyonunun işleyişini görmek için, kriptokromlar içeren bir insan hücresi kültürünü mavi ışığa maruz bıraktılar, bu,  hücrelerde zayıf bir şekilde floresan ışımaya neden oldu. Ekip, parladıkları esnada çeşitli frekanslardaki manyetik alanları tekrar tekrar hücrelerin üzerinde gezdirdi. Her seferinde, ışıma yüzde 3,5 civarında düştü- bu, doğrudan bir reaksiyonun varlığını gösteren bir oran.

Peki manyetik alan bir fotoreseptörü bu şekilde nasıl etkileyebilir?

Olay spin denen ve elektronların doğasında bulunan bir özellikle ilgilidir. Spin manyetik alanlardan önemli ölçüde etkilenir. Atomların etrafındaki elektronlar  gezegenimizin manyetik alanı gibi zayıf bir kuvvetten bile etkilenip hareket edebilir. Tabi bu bir pusula yapma niyetindeyseniz faydalı bir bilgi. Gözlem yeriniz bir kuşun kafasının içiyse daha küçük düşünmek zorundasınız.

Radikal çiftler gizemi

1975’te Klaus Schulten adlı bir araştırmacı, manyetik alanların kimyasal reaksiyonları nasıl etkileyebileceğine dair bir teori geliştirdi. Radikal çiftler denen şeylerle ilgili bir teori.

Buna göre bir tür radikal elektron, bir atomun dış kabuğundaki ikinci bir elektronla ortaklık kurmuyor.

Bazen bu yalnız elektronlar, radikal bir çift oluşturmak için başka bir atomdaki bir yancı partneri benimseyebilir. İkisi eşleşmemiş olarak kalır, ancak paylaşılan bir geçmiş sayesinde birbirine bağlanmış  (dolaşık) kabul edilirler, bu da kuantum açısından dönüşlerinin ( birbirinden ne kadar uzakta olursa olsunlar ) ürkütücü bir şekilde karşılıklı bir şekilde uyumlu olacağı  anlamına gelir.

Bu aslında bir gizem, böyle elektronlar evrenin en uzak köşelerinde olsalar bile bağlantılı kalabiliyorlar. Bu korelasyon fiziksel olarak açıklanamayacağından, bu tamamen bir kuantum faaliyetidir ve  Albert Einstein’ın bile ‘ürkütücü’ olarak nitelendirdiği bir şey.

Canlı bir hücrenin karmaşasında, dolaşıklıkları geçici olacaktır. Ancak bu kısa süreli ilişkili dönüşler bile, bağlı oldukları kendi atomlarının davranış biçiminde ince bir fark yaratacak kadar uzun sürebilir.

Bu deneyde, manyetik alan hücrelerin üzerinden geçerken, floresandaki düşüş, radikal çiftlerin oluşumunun etkilendiğini gösteriyor.

Elbette, manyetosferimize yön için güvenen tek hayvan kuşlar değildir. Balık türleri, solucanlar, böcekler ve hatta bazı memelilerin bundan yararlandığı düşünülüyor. Biz insanlar bile, Dünya’nın zayıf manyetik alanından bilişsel olarak etkilenebiliriz.

 

 

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir