في الطين الموجود في قاع البرك تعيش بكتيريا تحمل بداخلها إبرًا مغناطيسية صغيرة جدًا. هذه الإبر هي سلاسل من بلورات المغنيتيت، وتساعد البكتيريا على السباحة على طول المجال المغناطيسي للأرض، تمامًا مثل إبرة البوصلة، بحثًا عن ظروف أفضل. عندما تموت البكتيريا، تبقى السلاسل في الرواسب ويمكن أن تحفظ لملايين السنين.
يجد الجيولوجيون مثل هذه السلاسل في الصخور القديمة، ومن خلالها يعرفون متى ظهرت الحياة على الأرض. ولكن كيف نميز سلسلة صنعتها بكتيريا حية عن تجمع عشوائي لجزيئات مغناطيسية؟ اتضح أن السلاسل الحيوية لها خصائص مغناطيسية خاصة. يقيس العلماء كيفية مغنطة هذه الجزيئات وإزالة مغنطتها، ومن شكل المنحنيات يحددون ما إذا كانت هذه حياة أم لا.
حتى الآن، كانت الحسابات تُجرى للجزيئات الكروية، لكن في العديد من البكتيريا تكون البلورات ممدودة، مثل حبات الأرز. في العمل الجديد، اشتق الباحثون معادلات بسيطة لتفاعل هذه المغناطيسات الممدودة، وحسبوا سلوك السلاسل الكاملة منها. وهذا سيمكن من قراءة السجل المغناطيسي للأرض بدقة أكبر.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2601.16861
Magnetotactic bacteria synthesize linear chains of magnetite nanoparticles within their bodies, which allow the bacteria to navigate the Earth's magnetic field in search of the best habitat. Biogenic magnetite particles, called magnetosomes, are very promising for use in biomedicine. Magnetosome chains have also been found in ancient fossils and sediments. The study of magnetofossils provides valuable information about the Earth's biological past. The presence of biogenic magnetite in ancient rock samples can be detected by measuring ferromagnetic resonance spectra, first-order magnetization reversal curves, or quasi-static hysteresis loops. Theoretical analyses of these experiments generally assume that magnetosomes are spherical nanoparticles, although the shape of some types of magnetosomes is close to spheroidal one. In this work, simple formulas for describing the magneto-dipole interaction of oriented spheroids are obtained and quasi-static hysteresis loops of randomly oriented magnetosome chain assembly consisting of elongated spheroids are calculated.
المغناطيسات الجسدية (الماجنيتوسومات) مستقرة جدًا لدرجة أنها توجد في صخور يزيد عمرها عن ملياري سنة، وما زالت تحتفظ بمغنطتها.