فیزیک کوانتوم، پرهای طوطی را رنگ آمیزی می کند

اسکارلت، یکی از بزرگترین و زیباترین گونه های طوطی با پرهایی به رنگ های قرمز، زرد، سبز و آبی، اکلکتوس با پرهای سبزرنگ (نر) و پرهای بنفش و قرمز (ماده)، هایسینت با پرهای روشن آبی و زرد رنگ، طوطی خورشید با پرهای زرد و نارنجی رنگ، از جمله زیباترین پرندگان محسوب می شوند.  

رنگدانه ها، عامل رنگارنگ بودن پرهای پرندگان است. در برخی پرندگان، رنگ پرها به نوع غذایی آنها بستگی دارد؛ به عنوان مثال، رنگ صورتی پرهای فلامینگو به دلیل تغذیه آنها از جلبک و جانوران کوچک آبزی مانند میگو است. در پرندگان دیگر، رنگ های قرمز و زرد پرها ناشی از وجود رنگدانه کاروتنوئید (carotenoid) است که مربوط به تغذیه آنها است.

برخلاف سایر پرندگان، رنگ های متنوع پرهای طوطی به نوع تغذیه آنها بستگی ندارد. به گفته کاسپر دلهی (Kaspar Delhey)، پرنده شناس و استاد دانشگاه موناش (استرالیا)، دلیل رنگارنگ بودن پرهای گونه های مختلف طوطی، وجود گروه خاصی از رنگدانه ها موسوم به Psittacofulvin است؛ اما عملکرد این رنگدانه های خاص تاکنون مشخص نشده بود.

دنیای اعجاب انگیز فیزیک کوانتوم

محققان دانشگاه اوتاگو (نیوزلند) به سرپرستی جاناتان بارزنلی (Jonathan Barnsley)، بخش های زرد و قرمز رنگ دم طوطی آمازون ((Amazona auropalliata را با استفاده از روشی موسوم به طیف سنجی رامان (Raman spectroscopy) مورد بررسی قرار دادند.

طیف سنجی رامان: لرزش مولکول های پر طوطی در زیر تابش لیزر؛ منبع: University of Otago

بارزنلی تأکید کرد: در طیف سنجی رامان، زمانی که پر تحت تابش نور لیزر قرار می گیرد، مولکول های آن دچار لرزش می شوند؛ این اطلاعات لرزشی، ویژگی خاصی دارند که به ما کمک می کند تا شیوه آرایش مولکولی آنها را مشخص کنیم.

محققان دریافتند که هر دو بخش قرمز و زرد رنگ دم طوطی آمازون، حاوی نوع یکسانی از مولکول رنگدانه psittacofulvin است، اما تفاوت در شیوه آرایش مولکولی، عامل ایجاد رنگ های متفاوت می شود.

براین اساس، در بخش زرد رنگ دم، مولکول های رنگدانه جدا از هم و در بخش قرمز رنگ، (مولکول ها) نزدیک به هم هستند. اما چطور آرایش نزدیک تر مولکول های رنگدانه زرد، باعث تبدیل شدن پرها به رنگ قرمز می شود؟

اینجا نقش فیزیک کوانتوم دیده می شود: با نزدیک تر شدن مولکول ها به هم یا فاصله گرفتن، شکاف انرژی (energy gap) اتفاق می افتد. این شکاف، طول موج های نور جذب، منعکس یا منتقل شده را تحت تأثیر قرار داده و باعث تغییر رنگ می شوند.

در حین مطالعه، محققان متوجه شدند که بخش های خاصی از پرهای طوطی، نور فرابنفش را جذب و آن را به شکل نورهای رنگی قابل مشاهده برای چشم انسان – فلورسانس – دوباره منتشر می کنند. به نظر می رسد، علت این مسأله نیز به نوع آرایش رنگدانه ها بستگی دارد.

نتایج این مطالعه در مجله Royal Society Open Science منتشر شد.

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: abc.net

No tags for this post.