گوش دادن به ضربان‌های کوانتومی می‌تواند ریتم قطب‌نمای مهاجر پرندگان را آشکار کند | پژوهش

اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در reddit
اشتراک گذاری در email

*****توجه : ممکن است در ترجمه مشکلاتی وجود داشته باشد *****

روشی برای تشخیص ضربان های کوانتومی – نوسانات بسیار کوتاه مدت بین حالت های اسپین در یک جفت رادیکال – توسط محققان آلمانی و روسیه ابداع شده است. توانایی رصد مستقیم نوسانات کوانتومی می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا چگونگی عملکرد قطب‌نمای مغناطیسی پرندگان مهاجر را که اعتقاد بر این است که مبتنی بر مکانیزم جفت رادیکال است، کشف کنند.

یک جفت رادیکال سیستمی است، مثلاً دو مولکول، با دو الکترون جفت نشده. الکترون ها مانند آهنرباهای میکروسکوپی رفتار می کنند و دارای خاصیت مکانیکی کوانتومی به نام اسپین هستند که به آنها یک گشتاور مغناطیسی می دهد. اسپین های دو الکترون جفت نشده می توانند ضد موازی (تک تک) یا موازی (سه گانه) با یکدیگر باشند.

اکثر مولکول ها منفرد هستند، اگرچه اکسیژن مولکولی یک استثنای قابل توجه روزمره است. هنگامی که آنها یک جفت رادیکال ایجاد می کنند، این جفت نیز منفرد است. اما برای مدت طولانی اینطور باقی نمی ماند. الکترون‌های جفت‌نشده با میدان‌های مغناطیسی کوچک هسته‌های اطراف برهمکنش می‌کنند، که باعث می‌شود آنها بین حالت‌های منفرد و سه‌گانه چرخش کنند – پدیده‌ای که به ضربان کوانتومی معروف است. اولریش اشتاینر از دانشگاه کنستانز که همراه با کریستوف لمبرت از دانشگاه وورزبورگ این مطالعه را رهبری می‌کرد، توضیح می‌دهد: «این نوع سینتیک ضربان کوانتومی نسبتاً استثنایی است، زیرا سینتیک شیمیایی معمولاً همیشه به‌طور یکنواخت به برخی از حالت‌های تعادل نزدیک می‌شود».

در حالی که ضربات کوانتومی از دهه 1970 شناخته شده است، مشاهده مستقیم آنها همچنان چالش برانگیز است. نوسانات کمتر از 100 نانوثانیه – چند ضربه – قبل از اینکه خنثی شوند، دوام می‌آورند و چرخش‌ها به یک تعادل آماری ختم می‌شوند. در نهایت، رادیکال ها دوباره ترکیب می شوند.

تصویری که ضربات کوانتومی را نشان می دهد

اشتاینر و تیمش روشی را برای مشاهده مستقیم ضربان‌های کوانتومی ابداع کرده‌اند. آنها از یک پالس لیزر برای ایجاد یک جفت رادیکال در یک مولکول بزرگ استفاده می کنند. سپس یک پالس لیزر دوم، رادیکال‌ها را در حالی که در میانه ضربان کوانتومی قرار دارند، برای ترکیب مجدد هل می‌دهد. از آنجایی که جفت‌های رادیکال هنگام ترکیب مجدد حالت اسپین خود را حفظ می‌کنند – برای مثال یک جفت سه‌گانه یک محصول سه‌گانه می‌سازد – ما مجبور می‌شویم [the system] تا در مورد وضعیت چرخشی که در آن بود به ما بگویید [in] اشتاینر توضیح می دهد که در زمان پالس لیزر.

جریمه‌های سنگین در انتظار پرمصرف‌های برق است

با اعمال فشار از دومین پالس لیزر در زمان‌های مختلف پس از تشکیل جفت رادیکال، تیم می‌تواند ضربان‌های کوانتومی سیستم را ترسیم کند. آنها همچنین می توانند نشان دهند که یک میدان مغناطیسی خارجی ضربان ها را کند می کند.

نموداری که یک خط به سمت پایین خمیده و خط دیگری در زیر آن نوسان دارد

ایلیا سولوویوف، که سرپرستی گروه زیست‌شناسی کوانتومی در دانشگاه اولدنبورگ، آلمان را بر عهده دارد، فکر می‌کند که استفاده از این روش برای پروتئین‌ها یا ساختارهای پروتئین‌مانند می‌تواند به آن‌ها کمک کند تا مکانیسم شیمیایی کوانتومی پشت توانایی پرندگان مهاجر برای درک میدان مغناطیسی زمین را کشف کنند. ، که احتمالاً مبتنی بر مکانیسم جفت رادیکال است. یکی از اهداف امیدوارکننده برای تحقیقات بیشتر، کریپتوکروم ها هستند، خانواده ای از پروتئین ها که تصور می شود در جذب مغناطیسی در حیوانات نقش دارند. او می افزاید: «بسیار خوب است که ببینیم اگر شروع به تغییر شدت میدان های مغناطیسی کنیم چه اتفاقی می افتد، و شاید همچنین سعی کنیم آزمایش هایی را طراحی کنیم که در آن سعی کنیم نتایج مشابه را به عنوان تابعی از جهت میدان مغناطیسی بررسی کنیم.» .

فیزیکدان نظری کانوپریا سینها از دانشگاه پرینستون، که ضربات کوانتومی را در اتم های روبیدیم مطالعه کرده است، می گوید: «این در منطقه خاکستری اخلاقی بین کوانتومی و کلاسیک قرار می گیرد. او اشاره می‌کند که مولکولی که تیم اشتاینر طراحی کرده است بسیار بزرگ‌تر و پیچیده‌تر از سیستم‌هایی است که فیزیکدانان با آن کار می‌کنند، اما نوسانات آن نشان می‌دهد که منسجم کوانتومی است. از آنجایی که ما هنوز نمی دانیم چگونه جهان کلاسیک از مکانیک کوانتومی پدیدار می شود، آزمایش ها در این رژیم برای افزایش درک ما از فیزیک بنیادی بسیار ارزشمند است.

منبع : www.chemistryworld.com
2022-01-12 18:00:00

امتیاز دهید
اشتراک در
اطلاع از
guest
0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

کارشناسان فروش:

خانم سپهری

مدیر فروش

خانم شایگان

کارشناس فروش

خانم سعادت

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیغام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

2813 836 0910

3144 9501 031

5410 061 0912

3145 9501 031

راه های ارتباطی با کارشناسان فروش

خانم سپهری

مدیر فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

خانم شایگان

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

خانم سعادت

کارشناس فروش

شماره موبایل:

شماره تلفن:

پیام در واتساپ:

5020 142 0919

3147 9501 031

بیا ببین چه خبره اینجا

عضویت در خبرنامه هفتگی ما

مزایا عضویت :

  • جدید ترین مقالات و محصولات را در ایمیل خود به صورت هفتگی داشته باشید.
  • اخبار جشنواره و نمایشگاه های مربوطه را سریعتر از بقیه دریافت کنید.
  • مهم از همه فقط اینجا تخفیف محصولات را اعلام میکنیم
  • آخری هم با اجازه شما ماهی یک بار هم تبلیغ بفرستیم ( قول میدیم مزاحم نشیم و دست پر هم بیایم )
خبرنامه دکاموند شیمی
blank

دانلود فقط با یک کلیک

با کلیک بر روی دانلود و اشتراک ، شما در خبرنامه مشتریان دکاموند شیمی مشترک خواهید شد.