Un estudio reciente realizado por un par de físicos de la Universidad de Creta ha revelado que ciertos tipos de magnetoreceptores biológicos, utilizados por diversas especies para su navegación, operan en o cerca del límite cuántico. En su trabajo, publicado en la revista PRX Life, I. K. Kominis y E. Gkoudinakis han abordado el problema de la detección magnética en animales diminutos a partir de la identificación de límites desconocidos en el ámbito cuántico, lo que ha aportado nuevos conocimientos sobre las habilidades de navegación de ciertas especies.
Investigaciones anteriores han demostrado que numerosos animales se orientan utilizando el campo magnético terrestre. Especies como tiburones, peces y aves lo emplean para realizar travesías de largas distancias. Existen diferentes tipos de sensores magnéticos en la naturaleza, incluyendo los mecanismos de pares radicales, inducción y magnetita.
El mecanismo de pares radicales se basa en la detección de correlaciones entre electrones desaparejados en determinadas moléculas. La inducción convierte la energía del campo magnético en electricidad, permitiendo la detección de cargas eléctricas. Por su parte, la magnetorecepción basada en magnetita consiste en la percepción del movimiento o la orientación de pequeños cristales de hierro en el cuerpo, similar a un compás humano.
Exploración de los límites de la detección magnética
Kominis y Gkoudinakis se propusieron investigar los límites de las capacidades de detección de estos organismos, en función del tipo de sensor que emplean. Para ello, comenzaron por identificar que el rendimiento de un sensor magnético puede evaluarse mediante tres parámetros: volumen, tiempo y grado de incertidumbre en las estimaciones del campo magnético. Adicionalmente, observaron que, si bien estos parámetros pueden ser minimizados para adaptarse a sensores de tamaño diminuto, existe un límite fundamentado en la constante de Planck.
Los investigadores sugieren que al menos dos tipos de magnetoreceptores biológicos, asociados a la detección de reacciones químicas en diversos animales, podrían operar justo en el límite cuántico de detección del campo magnético o muy cerca de él. Este hallazgo podría tener implicaciones significativas en el desarrollo de dispositivos de detección magnética más sensibles, lo que subraya la importancia de la investigación fundamental en la comprensión de fenómenos naturales y su aplicación tecnológica futura.
Más información: I. K. Kominis et al, Approaching the Quantum Limit of Energy Resolution in Animal Magnetoreception, PRX Life (2025). DOI: 10.1103/PRXLife.3.013004
