自然界有很多生物能够感知地球磁场，比如帝王蝶，鲑鱼，龙虾，海龟以及迁徙的鸟类等可以利用地磁场做到长途跋涉而不迷路。这种磁感受机制的生物物理起源如今还是一个未解之谜。 2016年北京大学谢灿研究组报道了一种磁受体蛋白Drosophila CG8198 (MagR) [S. Qin et al., Nat. Mater. 15, 217 (2016)。该蛋白通过多聚化组装形成了一个包含40个铁原子，长度约为24纳米的棒状蛋白质复合物，就像一根小磁棒具有南北极。然而，这个结论随后受到了加州理工学院生物与生物工程系Markus Meister的质疑 [M. Meister, Elife 5, e17210 (2016)]。通过估算，Markus Meister指出40个铁原子磁矩与地球磁场(~25-65 μT)的耦合比室温下的热噪声小5个数量级，因而随机涨落会彻底破坏磁矩的方向，让磁蛋白失去指南针功能。在本文中，我们研究发现原子尺度下的自旋-机械耦合，也就是角动量在自旋自由度和刚体转动之间的相互转换，会让磁蛋白获得很好的室温指南针能力。从随机Landau-Lifshitz-Gilbert方程出发，我们的理论计算表明，考虑自旋-机械耦合之后，室温下65%的磁矩会平行于地磁场的方向排列，与此同时，MagR内部小磁棒绕自身长轴的转动角频率会达到10¹¹ rad/s。我们的结果为澄清关于MagR热学性质的争议提供了一条途径，也会激发对原子尺度下自旋-机械耦合研究的广泛兴趣。