Живые организмы и магнитные поля

07.02.2025

Магнитное поле Земли, или магнитосфера, служит своеобразным ориентиром для многих живых существ, способных его чувствовать. Это уникальное явление, известное как магниторецепция, позволяет животным ориентироваться в пространстве, мигрировать на большие расстояния и даже находить добычу. Ученые до сих пор до конца не понимают, как именно работает этот механизм, но новые исследования приближают нас к разгадке этой тайны.

Ученые обнаружили два типа сенсоров у животных, которые способны обнаруживать магнитные поля в пределах квантовых ограничений. Это открытие может привести к созданию более совершенных магнитометрических устройств, которые будут обладать высочайшей чувствительностью. Магниторецепция - это эволюционно выработанный механизм, который помогает животным ориентироваться в окружающем мире. Он может проявляться по-разному, например, в виде клеток, богатых железом, которые реагируют на магнитное поле, или в виде изменения химии фоточувствительных клеток на задней части глаза.

Физики из университета Крит - Ианнис Коминис и Эфтимис Гкудинакис - исследовали энергетическое ограничение чувствительности трех адаптаций и обнаружили, что по крайней мере две из них находятся близко к квантовым границам обнаружения магнитных полей. Это говорит о том, что живые организмы используют магнитное поле Земли с максимальной эффективностью, используя его скрытые возможности. На протяжении тысячелетий человечество также использовало магнитное поле Земли для ориентации, используя для этого лишь небольшое количество намагниченного железа.

Сегодня наша способность точно измерять магнитное поле требует глубочайшего понимания квантовой природы электромагнетизма. Это позволяет нам повышать чувствительность измерений и прогнозировать физические пределы любого измерения. Для измерения магнитного поля важное значение имеет способность оценить содержащуюся в этом поле энергию. С увеличением точности измерений магнитного поля квантовая неопределенность становится все более значимой.

Исследования в области магниторецепции у животных могут привести к созданию новых технологий, которые будут основаны на принципах, используемых живыми организмами для ориентации в магнитных полях. Эти технологии могут быть использованы в навигации, связи, а также в медицине для диагностики и лечения различных заболеваний.

Изучение магниторецепции у животных - это важное направление научных исследований, которое может привести к значительным открытиям в области физики, биологии и технологий. Понимание того, как живые организмы чувствуют и используют магнитные поля, может дать нам ключ к созданию новых методов ориентации, навигации и даже лечения заболеваний. Это открывает перед нами новые горизонты возможностей и позволяет нам лучше понять удивительный мир живой природы.

<< Назад: Аккумулятор с электоролитом, меняющим свою плотность 08.02.2025

>> Вперед: Солнечные панели на железнодорожном полотне 07.02.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Использование графена станет еще эффективней 19.12.2013 Материал графен, представляющий собой плоскую двухмерную структуру из атомов углерода, является перспективным для множества приложений. Но для того, чтобы его можно было использовать, необходимо провести легирование, то есть введение примесей с целью модуляции электрических свойств материала, или другую обработку. Легирование может оказаться дорогим и трудно выполнимым процессом. Но группе ученых из Массачусетского института технологий и Калифорнийского университета в Беркли удалось разработать простой и сравнительно недорогой метод обработки, который может раскрыть потенциал графена. Этот новый метод описан в статье, опубликованной в последнем номере журнала Nature Chemistry. Ученые уже давно интересуются возможным применением графена в солнечных ячейках, термоэлектрических приборах, устройствах фильтрации воды и множестве других приложений. Чистый графен лишен некоторых свойств, которые необходимы полупроводниковым устройствам. Но добавление атомов кислорода позволяет добавить эти свойства, уверяют исследователи. Существующие методы не позволяют предсказуемо распределить атомы кислорода вдоль поверхности графена. Кроме того, они предусматривают использование агрессивных химикатов или температурный режим 700-900 градусов Цельсия. Новый подход позволяет улучшить графен, используя низкие температуры порядка всего 50-80 градусов Цельсия. При этом нет необходимости в химических добавках. К достоинствам своего метода ученые относят гибкую масштабируемость, что важно для коммерческих приложений. Низкотемпературный процесс отжига изменяет распределение атомов кислорода, не внося изменений в общую структуру графена. Электрическое сопротивление материала при этом может сократиться в 4-5 раз. Интересно, что при таком способе можно получить в структуре материала отдельные области чистого графена между участками с атомами кислорода, которые имеют свойства так называемых "квантовых точек" (они могут использоваться в высокоэффективных светоизлучателях). Отдельно отмечается высокая способность поглощать свет. По сравнению с традиционной необработанной окисью графена, новый метод позволяет создать материал с улучшенной на 38% эффективностью поглощения фотонов. По мнению ученых, их метод позволит открыть для графена много полезных приложений.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026