Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > physics > arXiv:2503.08730v1

帮助 | 高级搜索

物理学 > 生物物理

arXiv:2503.08730v1 (physics)
[提交于 2025年3月11日 ]

标题: 鸟类指南针功能在生物磁场噪声下的鲁棒性

标题: Robustness of the avian compass function described by radical pair model against biomagnetic noise

Authors:Tokio Yoshida, Masaya Kunimi, Tetsuro Nikuni
摘要: 在鸟类眼睛中可能存在的磁感应机制作为指南针,检测地磁场倾斜度以帮助它们迁徙。 该机制由一种称为自由基对(RP)模型的量子自旋模型进行建模。 该模型表明,关于地磁场倾斜度的信息通过RP的自旋选择性重组作为生化信号传递。 然而,作为一种在温暖且嘈杂的体内环境中运行的精细量子系统,RP模型可能会受到不可避免的环境噪声的影响。 在本研究中,我们开发了一个基于Lindblad型主方程的模型,该模型结合了环境磁噪声。 我们的模型包括生物组织类型和生物系统的温度作为参数,考虑了它们的影响。 数值计算的结果表明,RP模型的指南针功能对来自电磁场热涨落的内在磁噪声具有鲁棒性,在现实的生物磁范围内。 然而,远超过生物磁范围的环境磁场噪声,其量级为数百到数千$\mu$T,会显著影响并破坏指南针功能。 这项工作为量化生物环境中开放量子系统的环境影响提供了基础,并提供了一种将环境磁场的实验测量与量子噪声建模联系起来的工具。
摘要: The magnetic sensing mechanism proposed to exist in avian eyes functions as a compass that detects the geomagnetic inclination aiding their migration. This mechanism is modeled by a quantum spin model known as the radical pair (RP) model. This model suggests that information about geomagnetic inclination is transmitted as biochemical signals via spin-selective recombination of the RP. However, as a delicate quantum system in a warm and noisy in vivo environment, the RP model is likely to be subject to unavoidable environmental noise. In this study, we develop a model that incorporates environmental magnetic noise, based on a Lindblad-type master equation. Our model includes the type of biological tissue and the temperature of the biological system as parameters, accounting for their effects. The results of numerical calculations indicate that the compass function of the RP model is robust against intrinsic magnetic noise arising from thermal fluctuations in the electromagnetic field within realistic biomagnetic range. However, noise from an environmental magnetic field far exceeding the biological magnetic range, on the order of hundreds to thousands of $\mu$T, significantly affects and disrupts the compass function. This work provides a foundation for quantifying environmental influences on open quantum systems in biological settings and offers a tool for connecting experimental measurements of environmental magnetic fields with quantum noise modeling.
评论: 8页,5图
主题: 生物物理 (physics.bio-ph) ; 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2503.08730 [physics.bio-ph]
  (或者 arXiv:2503.08730v1 [physics.bio-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2503.08730
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Tetsuro Nikuni [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 3 月 11 日 01:43:33 UTC (74 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
physics.bio-ph
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-03
切换浏览方式为:
physics
quant-ph

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号