Pirmasis bandymas išmatuoti augalų biomagnetizmą nepavyksta

Jautrūs magnetinio lauko matavimai suteikia biologams unikalų langą į elektrinę kūno funkciją. Pavyzdžiui, magnetoencefalografijos metodas suteikia stulbinančių įžvalgų apie žmogaus smegenų veiklą.



O kaip su augalais, paklauskite Erico Corsini ir bičiulių iš Kalifornijos universiteto Berklyje. Žinoma, jie per ilgai buvo ignoruojami. Mūsų žiniomis, niekas dar neaptiko augalo magnetinio lauko, sako jie. Šie vaikinai drąsiai nusprendė ištaisyti šią klaidą.

Buvo laikas, kai superlaidūs kvantinių trukdžių prietaisai (SQUIDS) buvo bičių keliai, kai reikėjo matuoti magnetinius laukus. Nors SQUIDS reikia svaiginančių reikmenų, kad jie veiktų itin vėsioje temperatūroje, niekas negali pagerinti jų jautrumo ar veikimo.

Visa tai pasikeitė dėl dramatiškų patobulinimų, kurie buvo atlikti pastaraisiais metais naudojant sukimosi keitimo atpalaiduojančius (SERF) magnetometrus. Jie veikia siųsdami apskritimo poliarizuotos šviesos spindulį per mažą rubidžio atomų debesį. Bet koks mažas magnetinis laukas linkęs išlyginti elektronus atomuose, todėl jie sugeria poliarizuotą šviesą, praeinančią per debesį. Taigi perduodamos šviesos kiekis yra lauko stiprumo matas.

SERF yra bent jau tokie pat jautrūs kaip SQUIDS, galintys aptikti laukus nanoG režimu (Žemės magnetinis laukas paviršiuje yra apie 500 miliG). Jie yra nedideli, vos kelių kubinių milimetrų dydžio, o geriausia – gali veikti kambario temperatūroje be sudėtingų kriogeninių dalykų.

Todėl SERF atveria visiškai naujus magnetinio lauko matavimų tipus.

Corsini ir bičiuliai panaudojo savo SERF bandydami išmatuoti magnetinį lauką, kurį sukuria Trudy, retai žydintis augalas, šiuo metu gyvenantis Kalifornijos universiteto botanikos sode Berklyje.

Trudy yra amorfofalas, gentis, kurios pavadinimas kilęs iš graikų kalbos, reiškiantis netinkamą penį. Ji žydi tik kartą per šešerius metus renginyje, kuris tapo toks garsus kaip ir retas. Kai Trudy žydi, ji skleidžia pūliuojančią smarvę, primenančią pūvančius lavonus, kurie mylių atstumu traukia vabzdžius ir turistus.

Šio proceso metu jos spadiksas (neformuota varpos gėlės dalis) įkaista net 30 laipsnių C maždaug 30 minučių ciklais.

Corsini ir bendradarbiai samprotavo, kad jei temperatūra kyla dėl jonų srovių augale, jos taip pat turi būti susijusios su maždaug 10 mikroG biomagnetiniu lauku. Ir dėl proceso greičio gali būti tik įmanoma atlikti matavimus per pagrįstą laikotarpį.

Taigi jis ir kiti įkūrė parduotuvę Kalifornijos universiteto botanikos sode, apsiginklavęs pora SERF, galinčių atlikti tokius jautrius matavimus.

Žinoma, paaiškėja, kad šie matavimai yra sudėtingesni, nei atrodo. Trudy šiltnamyje yra šildytuvai, kurie reguliariai įjungiami ir išjungiami, kad palaikytų atogrąžų temperatūrą, jame gausu botanikų ir turistų, kurie nori pamatyti ir užuosti Trudy geriausią valandą, be to, jis yra nepatogiai netoli BART priemiestinio traukinio linijos į San. Francisco.

Corsini ir bendradarbiai imasi pasakos: Birželio 22 d. naktį maždaug 21 val. vizualiai stebėjome antesą (žydėjimo fazės pradžią).

Tuo metu jie jau įrašinėjo, bet ką jie pamatė? Laikotarpiai be BART (1–5 val.) yra aiškiai matomi kaip santykinai magnetiškai tylūs periodai kiekviename iš dviejų magnetometro kanalų, teigia jie ir priduria, kad dideli magnetinio lauko svyravimai matomi ir sodo darbo valandomis (9 val. 17 val.), kai aplinkui buriasi lankytojai.

Jie taip pat pastebi keistus matavimų šuolius. Duomenų nenutrūkstamumas atsirado dėl netyčinio puodo ir (arba) jutiklių judėjimo, tikriausiai dėl lankytojų užkliuvimo į gamyklą ir aplinkinę įrangą.

Bet kaip su biomagnetiniu lauku? Corsini ir bendradarbiai teigia, kad jų matavimai nustato viršutinę 0,6 mikroG ribą augalo generuojamo biomagnetizmo amplitudei. Kitaip tariant, biomagnetiniai laukai buvo per maži, kad juos būtų galima išmatuoti.

Gaila, bet kas nutiko? Tikėtina, kad Corsini ir bendradarbiai pervertino lauko, kurį gamykloje gali sukurti jonų srovės, dydį. Jie daro prielaidą, kad šiluma generuojama elektromagnetiniu būdu, joninei srovei tekant per rezistorių.

Taip gali ir nebūti. Trudy karščio pylimus taip pat gali sukelti koks nors egzoterminis cheminis procesas. Tokiu atveju laukai gali būti per maži, net kad SERF galėtų juos paimti.

Tačiau turėtų būti įmanoma atlikti jautresnius matavimus. Corsini ir draugai dabar planuoja atlikti matavimus labiau izoliuotoje aplinkoje, naudodami lengviau valdomus augalus. Pavyzdžiui, Veneros musių gaudyklė turėtų puikiai tilpti į standartinę fizikos laboratoriją ir gali būti įjungta kada panorėjus.

Trudy tikrai buvo verta pabandyti, atsižvelgiant į jos dydį ir medžiagų apykaitos greitį, tačiau panašu, kad turėsime šiek tiek ilgiau palaukti, kol bus pirmą kartą aiškiai aptiktas augalo sukuriamas biomagnetinis laukas.

Bent jau kitą kartą Corsini ir bendradarbiai galės atlikti savo darbą be pūvančių lavonų aromato ore.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1006.3578 : Ieškokite augalų biomagnetizmo su jautriu atominiu magnetometru

paslėpti