Koherensi Belitan Kuantum Kompas Medan Magnet 100 mikrodetik Dalam Navigasi Burung

Tinuku
News KeSimpulan.com - Kuantum bertahan lebih lama di mata burung. Otak burung tidak selamanya seperti otak udang yang bodoh karena mereka navigator yang canggih.

Sebuah cahaya mengaktifkan kompas di bagian belakang mata pada beberapa burung dengan mempertahankan elektron halus dalam keadaan kuantum lebih lama. Migrasi burung menavigasi dengan merasakan medan magnet Bumi, tetapi bagaimana mekanisme tepat di meja kerja belum jelas.

Para ilmuwan memprediksi merpati bergantung pada bit magnetit pada paruh mereka. Ilmuwan lain mengatakan Robin Eropa bergantung pada perubahan kimia yang dipicu cahaya dimana orientasi burung relatif terhadap medan magnet Bumi. Sebuah proses yang disebut mekanisme radical pair (RP) yang diyakini berada di balik metode.

Dalam mekanisme RP, cahaya membangunkan dua elektron pada satu molekul dan salah satu pirau ke sebuah molekul kedua. Meskipun dua elektron dipisahkan, mereka berputar yang dihubungkan melalui belitan kuantum. Elektron akhirnya tenang, menghancurkan keadaan kuantum ini.

Namun, sebelum hal tersebut terjadi, medan magnet Bumi dapat mengubah kesenjangan relatif perputaran elektron yang pada gilirannya mengubah sifat-sifat kimia molekul yang terlibat. Seekor burung kemudian dapat menggunakan konsentrasi bahan kimia di berbagai titik pada mata untuk menyimpulkan orientasi.

Penasaran dengan hipotesis bahwa mekanisme RP benar (keadaan kuantum halus dapat bertahan lama di tempat yang sibuk seperti punggung mata), Erik Gauger dari University of Oxford dan rekannya tancap gas untuk mencari tahu berapa lama elektron tetap dilibatkan.

Tim berpaling pada hasil eksperimen terbaru pada Robin Eropa di mana burung terkena kedipan medan magnet menjatuhkan diri dari kekuatan yang berbeda selama musim migrasi mereka. Pengujian menunjukkan bahwa sebuah medan magnet 15 nanoTesla (seperseribu kekuatan medan magnet Bumi) sudah cukup untuk mempengaruhi rasa dan arah burung.

Medan magnet yang berosilasi hanya akan mengganggu kompas magnetik burung sedangkan elektron tetap dilibatkan. Medan magnet yang lebih lemah mengambil waktu lebih lama untuk mengubah spin elektron, tim menghitung bahwa untuk bidang kecil tersebut untuk mempunyai dampak yang kuat pada kompas burung, elektron harus tetap terlibat paling tidak 100 mikrodetik. Studi mereka akan muncul di Physical Review Letters edisi mendatang.

Umur terlama elektron dalam sebuah sistem kuantum buatan (kandang atom karbon dengan atom nitrogen sebagai pusatnya) hanya bertahan selama hanya 80 mikrodetik pada suhu yang sebanding.

"Alam dengan apa pun alasannya, mampu melindungi koherensi kuantum lebih baik daripada yang bisa kita lakukan dengan molekul yang telah dirancang secara khusus," kata Simon Benjamin dari Centre for Quantum Technologies di Singapura.

Thorsten Ritz, dari University of California di Irvine yang terlibat dalam eksperimen Robin, memperingatkan bahwa mekanisme RP belum dikonfirmasi. Tetapi Ritz senang dengan prospek umur panjang kuantum.

"Mungkin kita bisa belajar dari alam bagaimana meniru ini," kata Ritz.
  1. Erik M. Gauger, Elisabeth Rieper, John J. L. Morton, Simon C. Benjamin, and Vlatko Vedral. Sustained quantum coherence and entanglement in the avian compass, Physical Review Letters, Article Lookup, Accepted Wednesday Dec 29, 2010.

  2. Thorsten Ritz (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, California); Roswitha Wiltschko, Katrin Stapput, Peter Thalau, Wolfgang Wiltschko (Fachbereich Biowissenschaften der J.W.Goethe-Universit├Ąt, Frankfurt am Main, Germany); P.J. Hore, Christopher T. Rodgers, Christiane R. Timmel (Department of Chemistry, University of Oxford, Oxford, United Kingdom). Magnetic Compass of Birds Is Based on a Molecule with Optimal Directional Sensitivity, Biophysical Journal, Volume 96, Issue 8, 3451-3457, 22 April 2009, DOI:10.1016/j.bpj.2008.11.072 (Download)
http://www.kesimpulan.com/2010/05/eksperimen-laboratorium-kuantum-kompas.html

Simon Benjamin http://www.quantumlah.org/people/simon
Thorsten Ritz http://www.physics.uci.edu/~tritz/ritz.html
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment