آرشیو پنجشنبه ۲۲ فروردین ۱۳۹۸، شماره ۳۴۰۰
علم
۸
دانش همگانی

سینه سرخ کوانتومی

سپنتا نوروزیان

در نوشته ای که می خوانید جیم الخلیلی، فیزیک دان، موضوع جالبی را درباره نحوه جهت یابی پرنده ای به نام سینه سرخ اروپایی و نقش مکانیک کوانتومی در این فرایند مطرح می کند.

سینه سرخ اروپایی (Erithacus rubecula)، هر زمستان راهش را از اسکاندیناوی به سمت جنوب و مدیترانه با دنبال کردن (و در حقیقت دیدن) میدان مغناطیسی زمین پیدا می کند. او این کار را با کمک پروتئین هایی درون شبکیه چشمش به نام «کریپتوکروم» انجام می دهد. در واقع این پروتئین ها با کمک نور فعال می شوند و پدیده ای را سبب می شوند که «درهم تنیدگی کوانتومی» نامیده می شود. نور وارد شبکیه چشم پرنده می شود و به یکی از جفت الکترون های یک اتم برخورد می کند و آن را به اتم مجاور می فرستد. اما هر دو الکترون این جفت الکترون همچنان در رفتارشان با هم هماهنگ باقی می مانند. ما می گوییم که آنها درهم تنیدگی کوانتومی دارند و چون دور از هم هستند، رفتار و حرکاتشان از میدان مغناطیسی زمین تاثیر می پذیرد. این به آن معنی است که جهت میدان مغناطیسی بر نحوه کار آنها در واکنش های شیمیایی تاثیر می گذارد و پیامی را به مغز پرنده می فرستد و جهت حرکت را به او نشان می دهد. این موضوع برای فیزیک دانان عجیب و حتی بسیار شگفت انگیز است، چراکه آنها سعی می کنند تا دنیای حساس و ظریف کوانتومی را در آزمایشگاه های سترون و کنترل شده به تجربه درآورند. این نکته که طبیعت قبل از ما به این مرحله رسیده و اینکه این پدیده حساس کوانتومی می تواند درون یک محیط گرم، شلوغ و پیچیده مثل سلول زنده برقرار شود، چیزی کم از معجزه ندارد و تا امروز به بحث های زیادی دامن زده است. به همین دلیل است که بسیاری از زیست شناسان و فیزیک دانان کوانتومی خیلی هیجان زده شده اند، چراکه ممکن است دنیای عجیب مکانیک کوانتومی نقشی اساسی در زیست شناسی بازی کند. ایده درهم تنیدگی کوانتومی این است که ذرات بنیادی هر چقدر هم از هم دور باشند، هنوز سرنوشت شان به طریقی به هم مرتبط است و آنها به نوعی از وجود هم مطلع هستند.