Ciência Surpreendente

Os pássaros estão usando o emaranhamento quântico para navegar?

Parece selvagem, mas pode muito bem ser.

( MattiaATH / Shutterstock)

A navegação dos pássaros usando os campos magnéticos muito fracos da Terra sugere um nível incrível de sensibilidade.
Há motivos para pensar que a sensibilidade pode ser baseada no emaranhamento quântico do criptocromo em seus olhos.
Identificar o papel da física quântica na biologia pode levar, bem, quem sabe aonde?

Ok, isso está longe de ser confirmado, mas é bastante radical e emocionante. É uma resposta possível e plausível a uma pergunta que intrigou os biólogos desde que a maneira como os pássaros navegam se tornou aparente. A questão é: como os pássaros podem perceber e seguir algo tão tênue quanto o campo magnético da Terra? A resposta possível? Pode ser que eles percebam isso por meio da interação de partículas quânticas emaranhadas em seus olhos.

Por trás dessa hipótese estão anos confirmando e procurando explicar a sensibilidade fenomenal dos pássaros ao campo magnético da Terra. A explicação mais plausível para isso tem a ver com o efeito do campo magnético nas moléculas emaranhadas de uma substância química nos olhos dos pássaros, Cry4 ou criptocromo. Outros animais e plantas compartilham a substância química, embora se acredite que os pássaros desenvolveram sua própria variante. Emaranhamento quântico , A 'acção fantasmagórica à distância' de Einstein, é um tema que surge com frequência em gov-civ-guarda.pt porque é um veículo teórico sobre o qual circulam algumas das novas ideias mais estranhas e interessantes. Aqui está o que queremos dizer:

E agora isso.

A teoria

( Michal Ninger / Shutterstock)

Quando um fóton, uma partícula de luz, atinge uma molécula criptocromo no olho de um pássaro, ele solta um elétron que pode então se associar a uma segunda molécula. As duas moléculas, então, têm um número ímpar de elétrons e se tornam um par radical. Uma vez que a estranheza de ambos os radicais foi criada simultaneamente por aquele elétron solto, os spins de um elétron em cada molécula de criptocromo ficam travados uns em relação aos outros e o par radical torna-se emaranhado.

Este estado emaranhado é extremamente frágil e temporário, então não sobreviverá além de apenas 100 microssegundos (1/10000 de segundo). Mas durante esse breve ínterim, o par radical estará em um dos dois estados. A suspeita é que o campo magnético da Terra afeta a quantidade de tempo que as moléculas passam em qualquer um dos estados, e as mudanças na duração desses estados de alguma forma informam ao pássaro onde ele está. O meio exato pelo qual o pássaro os percebe é desconhecido, embora tenha sido sugerido que pode ter a ver com um ou ambos os estados que causam a presença de ausência de alguma substância química ainda não identificada.

Por que isso não é apenas loucura

Modelo de supercomputador do campo magnético da Terra .

(NASA)

Isso pode não parecer fazer sentido porque os campos magnéticos são muito fracos, mas é real. Quão fraco? 'A energia de interação de uma molécula com um campo magnético ≈50-μT é > 6 ordens de magnitude menor do que a energia térmica média kBT, que por sua vez é 10–100 vezes menor do que a força de uma ligação química ', de acordo com um estudo de 2009, Magnetorecepção química em pássaros: o mecanismo do par radical . No entanto, 'é sabido desde a década de 1970 que certas reações químicas Faz na verdade, respondem a campos magnéticos aplicados. ' (Grifo nosso.) O estudo também observa que os radicais sempre parecem estar envolvidos.

A teoria dos pares radicais é realmente a melhor explicação para os sistemas de navegação de pássaros que temos, uma vez que experimentos que tentam detectar efeitos de campos magnéticos diretamente em processos biológicos - contornando a química - surgiram de mãos vazias.

O estudo propõe que talvez os fótons estejam jogando elétrons longe o suficiente de seu equilíbrio térmico normal para permanecerem emaranhados por tempo suficiente para responder aos sinais sutis vindos do campo magnético do planeta. Partículas quânticas emaranhadas criadas por cientistas duram meros nanossegundos. Um tal cientista, Erik Gauger , conta Nova , 'Parece que a natureza encontrou uma maneira de fazer esses estados quânticos viverem muito mais do que esperávamos e muito mais do que podemos viver no laboratório. Ninguém pensou que isso fosse possível. '

Prova da sensibilidade dos pássaros

Mapa do campo magnético da Terra, 1895.

( Criação Morphart / Shutterstock)

Vários experimentos para confirmar o que está acontecendo são citados no artigo, alguns dos quais os autores consideram mais convincentes do que outros. No entanto, a evidência mais convincente da incrível sensibilidade dos pássaros vem de experimentos com tordos europeus enjaulados, cujas habilidades de navegação foram facilmente prejudicadas. 'Campos de radiofrequência linearmente polarizados 100 vezes mais fraco que o campo da Terra (≈500 nT), com frequências de 7,0 MHz ou 1,315 MHz, são suficientes para perturbar a orientação migratória de robins europeus enjaulados. ' (Novamente nossa ênfase.) Brincar com o campo magnético também confundiu facilmente as aves, com os pesquisadores descobrindo que um aumento ou diminuição de '20 a 30% na intensidade do campo magnético ambiente é suficiente para desorientar as aves em gaiolas '.

Ecos entrelaçados

Claramente, as aves possuem algum tipo de mecanismo de detecção quase inacreditavelmente delicado. A interseção da mecânica quântica e da biologia - até mesmo a biologia humana - é uma noção fascinante. Como mencionado acima, alguns se perguntam se também pode se relacionar com a consciência e outros fenômenos atualmente desconcertantes. Se pudermos compreender totalmente a mecânica ou química das impressionantes capacidades dos pássaros, que outros mistérios poderemos desvendar?