Effects of Quantum Decoherence Interference on Birds’ Navigation Mechanism

摘要

數十年以來，鳥類的年度或季節性遷徙行為被廣泛且深入地探討，如此能令某些物種依靠本能導航的能力稱為磁感機制。基於量子力學理論，磁感機制說明了受到地球磁場影響的鳥眼自由基對的自旋態變化是決定該導航本能的關鍵因素。在討論開放量子系統時，特別是以生存於自然界的野生候鳥為對象時，量子退相干效應是一種典型且不容忽視的干擾因素，而量子退相干效應帶來的影響也將是探討導航能力的重要課題。本文首先根據自由基對理論，以Liouville方程式建立磁感機制的一般性模型，並依其進行數值模擬與分析。接下來，本論文將設計一種投影方法，將所獲得的模擬數據轉換至虛擬視網膜上形成視覺化圖像。虛擬視網膜有助於演示鳥類的視線在受到地磁場影響時可能會看到的景象。接下來，本論文將以Lindblad方程式取代Liouville方程式，將原一般性模型改造為含有量子退相干效應影響之新模型，並分別以相應的環境參數假設討論五種可能的退相干情況，再投影到虛擬視網膜上。最後透過相互比較此五種可能退相干情況，分別討論量子退相干效應對磁感機制與虛擬視網膜成像之影響。

獎項日期	2019
原文	English
監督員	Ciann-Dong Yang (Supervisor)