Een nieuwe theoretische benadering die het kwantumgedrag van radicaalparen omvat, zou onderzoekers kunnen helpen beter te begrijpen hoe vogels het magnetische veld van de aarde kunnen gebruiken om te navigeren.

In 1978 stelde een team van Duitse onderzoekers voor dat trekkende zangvogels een kwantumkompas gebruiken op basis van radicale paarsoorten, dit zijn paren moleculen die met elkaar verbonden zijn door een covalente binding die kan worden verbroken door de absorptie van licht. Het verbreken van deze binding resulteert in een elektronenoverdracht tussen de twee moleculen en de creatie van een radicaalpaar.

Het radicale paarkompasmodel wordt ondersteund door een aantal experimentele onderzoeken, maar het is nog niet volledig duidelijk hoe het kompas op moleculair niveau werkt. De nieuwe aanpak, ontwikkeld door onderzoekers van de Universiteit van Oxford, zou kunnen helpen deze leemten op te vullen.

Het model van de onderzoekers integreert de analyse van radicale paren in een algemener model van vogelnavigatie en de resultaten suggereren dat radicale paren inderdaad kunnen worden gebruikt om de richting van het magnetische veld te detecteren door gebruik te maken van een kwantumfenomeen dat bekend staat als spinverstrengeling.

Het vermogen om magnetische velden waar te nemen wordt magnetoreceptie genoemd en wordt aangetroffen bij een grote verscheidenheid aan dieren, waaronder vogels, vissen, insecten en amfibieën. Magneto-receptie wordt voor veel dieren beschouwd als een belangrijk navigatiehulpmiddel en helpt hen hun weg over lange afstanden te vinden.

Vogels zoals het roodborstje gebruiken tijdens hun migratie een combinatie van magnetoreceptie en andere sensorische signalen, zoals de zon en de sterren, om te navigeren. De nieuwe studie zou kunnen helpen om de magnetoreceptie bij vogels en andere dieren verder te begrijpen.

De studie benadrukt ook de mogelijke toepassing van de kwantumfysica in de biologie en andere gebieden buiten de natuurkunde.