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動物の磁気感覚は量子限界に驚くほど近い性能を持つ
動物の磁気感覚は量子限界に驚くほど近い性能を持つ / Credit:Canva
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動物の磁気感覚は量子限界に驚くほど近い性能を持つ

2025.02.06 13:00:04 Thursday

渡り鳥はいかにして地図も持たずに数千キロ先の目的地へ迷うことなく飛んでいけるのでしょうか。

この長年の謎を解く鍵として注目されてきたのが、生物が地球の磁場を感じ取る「磁気感覚（マグネトレセプション）」です。

近年の研究により、この不思議な“第六感”が想像を遥かに超える精度を持つ可能性が浮上しています。

そこで今回ギリシャのクレタ大学の研究チームは、鳥類などが利用する磁気感覚メカニズムをエネルギー分解能限界（ERL）の視点から評価し、その性能が量子限界に驚くほど近いレベルにあるとの解析結果を発表しました。

「量子限界」とは、私たちがどれほど精密な装置を使っても測定には必ず残る“揺らぎ”の限界点のようなもので、量子力学の原理が示す理論上の壁を指します。

つまり、どんなに感度を高めても、その“壁”を越えることはできないとされています。

もし自然界の生物センサーが、先端技術で作り上げた精密な磁気センサーに匹敵する感度を発揮しているとすれば、私たちの科学観や未来のセンサー技術に大きな変革をもたらす可能性があります。

鳥がどのようにして“見えない地図”を読み解いているのか、その謎に迫る成果です。

研究内容の詳細は2025年1月16日に『PRX Life 3』にて発表されました。

Approaching the Quantum Limit of Energy Resolution in Animal Magnetoreception https://doi.org/10.1103/PRXLife.3.013004?_gl=1*1lyqyqw*_ga*NDc0MDg5NTkwLjE3MjAzOTI3NTM.*_ga_ZS5V2B2DR1*MTczODcyMDUwNS43Ni4wLjE3Mzg3MjA1MDUuMC4wLjI0MzE2Mjc4Mg..
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鳥類の磁気感覚は磁気センサーの理想値に近い

動物の磁気感覚は量子限界に驚くほど近い性能を持つ
動物の磁気感覚は量子限界に驚くほど近い性能を持つ / Credit:Canva

鳥類をはじめとする多くの動物が、わずかな地球磁場の変化を感じ取り、長距離移動や方向選択に活かしている現象は「磁気感覚（マグネトレセプション）」と呼ばれ、数十年来、大きな謎として研究者たちを魅了してきました。

動物行動学の視点からは、渡り鳥がいかにして地図も方位磁針もない状態で数千キロを正確に移動できるのかという問題があり、また生物物理学の立場からは、微弱な磁場信号をどのように高感度で検知しているのかという根源的な疑問が浮上します。

この「不思議な第六感」を解明しようとする試みは、化学や分子生物学、物理学など多方面の学術分野を巻き込みながら発展してきました。

一方、人類は近年、量子物理学の進歩を背景に超高感度な「量子マグネトメーター」を続々と開発しています。

量子センサーの世界では、磁気を測定する精度には「量子限界」という理論的な壁が存在することが広く知られています。

先にも述べたように、量子限界はどんなに精密に測定しても残ってしまう“揺らぎ”に起因するため、それを超えるセンサーは開発できません。

そのためもし鳥類の磁気感覚が量子的な効果を利用する生体量子センサーとして機能している場合、鳥類の磁気を検知する能力は量子限界で行き詰まりになるはずです。

そこで今回、クレタ大学の研究者たちは鳥類の磁気感覚を新たな手法で評価することにしました。

次ページ鳥類の磁気感覚は量子限界に達している

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