#Erithacus_rubecula
#سینه_سرخ_اروپایی
#زیست_شناسی_کوانتومی


پرنده ای موسوم به سینه سرخ یا:
Erithacus rubecula
که از قوانین کوانتوم مکانیک استفاده میکند تا مسیرش را به سمت زادگاهش پیدا کند، توجه و تعجب بسیاری از زیست شناسان و فیزیکدان ها را به خود جلب کرده و مدتی ست که حتی باوجود توضیح برای مکانیزم این فرایند جهت یابی، بازهم از شگفتی و اعجاب این موضوع کاسته نشده و نمیشود.

ما همواره تصور میکنیم که مکانیک کوانتوم، صرفا تحت ازمایش های خاصی در ازمایشگاه ها قابل مشاهده خواهد شد؛
اما ظاهرا طبیعت، قبل از ازمایش های ما و کشفیات مان، سعی داشته تا همه چیز را نمایش دهد.

سینه سرخ، سال به سال در تاریخی خاص به همان مکانی باز میگردد که سال قبل در آنجا حضور داشته است.
اما سینه سرخ بدون داشتن تجهیزات و تکنولوژی لازم، و البته اگاهی لازم، چگونه میتواند چنین مسیر نسبتا طولانی را حتی در شب پرواز کرده و مسیریابی کند‌؟

این پرنده از نوعی فرایند شیمیایی که در قسمت سر اتفاق می افتد و منجر به تولید مولکول هایی جدید میشود، میتواند نوعی میکرو قطب نمای طبیعی ایجاد کرده و میدان مغناطیسی زمین را درک کند و در جهتی که میخواهد پرواز کند.

اما چیزی که جالب هست، مکانیزم و چگونگی اتفاق افتادن این فرایند شیمیایی است که البته وابسته به قوانین مکانیک کوانتوم هست!

در شبکیه ی چشم سینه سرخ، نوعی پروتئین تحت عنوان Flavo protein (فلاوپروتئین) به نام کریپتوکروم 4 یا Cry4 وجود دارد که در فرایند جهت یابی سینه سرخ نقش ایفا میکنند.
در واقع Cry4 ، حاوی اتم هایی است که الکترون های آن اتم ها، طبق آزمایش جان بل یا در هم تنیدگی(انتنگلمنت) که در پست های قبلی کانال مفصلا تشریح شد، به وسیله برانگیتخگی یا بعبارت دیگر، نور انگیختگی، به کمک برخورد فوتون ها با این الکترون ها از اتمی به اتمی دیگر منتقل میشوند که باعث دورتر شدن شان نسبت به هم میشود.
البته هنوز هم این دو الکترون با وجود فاصله بین شان و با اینکه هرکدام در یک اتم جداگانه قرار دارند، در هم تنیده هستند و ارتبط آنی با یکدیگر دارند!

بنابراین به میدان مغناطیسی زمین نیز حساسیت بیشتری نشان میدهند و فرایند جهت یابیِ سینه سرخ را دقیق تر و بهتر شکل میدهند.

اگر از یک جفت الکترون در شبکیه چشم سینه سرخ، طبق ازمایش جان بل، یکی دارای اسپین پایین باشد، بنابراین اسپین الکترون دوم، بالا خواهد بود و این یعنی ارتباطی میان دو الکترون وجود دارد.
حالا این ارتباط به مانند علامت و یا پیکانی است که بین دو الکترون شکل گرفته و درواقع فرایند های شیمیایی که Cry4 در آنها شرکت خواهد کرد را به سمت و سویی خاص هدایت میکند.

در نتیجه از چندین حالت مجاز که میتوانسته رخ دهد و فرایند شیمیایی به آن صورت اتفاق بی افتد، فرایند ما در چشم سینه سرخ، به سمتی خاص هدایت میشود که عاملش همین ارتباط میان دو الکترون و یا در هم تنیدگی (انتنگلمنت) میباشد.

بعد از اینکه فرایند شیمیایی رخ داد و مولکول هایی تولید شد که از بین چند حالت مختلف، تحت حالت یا استیت(State) خاصی رخ داده، سیستم عصبی سینه سرخ، به تولید این مولکول ها واکنش نشان میدهد و به پرنده، دستور پرواز در جهتی خاص را ارسال میکند و بدین ترتیب، سینه سرخ جهتش را حتی در شب نیز پیدا کرده و پرواز میکند.


Nature:
Magnetic sensitivity of cryptochrome 4 from a migratory songbird:


https://www.nature.com/articles/s41586-021-03618-9



⚛کانال تخصصی فیزیک هسته ای⚛

☢ @Nuclear_ph_ysics ☢