La física cuántica estudia cosas pequeñas, muy pequeñas: sistemas físicos cuyas dimensiones están cerca o por debajo de la escala atómica, es decir, moléculas, átomos, electrones, protones y otras partículas subatómicas.
La mecánica cuántica , entonces, representa un conjunto de reglas que gobiernan el comportamiento de las partículas subatómicas. Estas partículas, como ya hemos mencionado, son diminutas y pueden viajar a través de paredes, pueden comportarse como ondas y pueden permanecer conectadas a grandes distancias .
Aunque la física cuántica es una rama de la física que se ocupa de este tipo de cosas microscópicas, muchos científicos creen que también puede describir fenómenos macroscópicos. Esto fue lo que se discutió en el Festival Mundial de la Ciencia, en Nueva York (EE.UU.), el 1 de junio.
Según los científicos, un creciente cuerpo de evidencia muestra que la mecánica cuántica está involucrada en procesos biológicos como la fotosíntesis, la migración de aves, el sentido del olfato y posiblemente incluso el origen de la vida. Y, si toda la vida está hecha de átomos y otras pequeñas partículas, nada más justo, ¿no?
Gran cuanto
Los investigadores pensaron que las peculiaridades de la física cuántica no afectaban a los objetos macroscópicos, porque estos son demasiado calientes y húmedos para soportar estados cuánticos delicados.
Pero nos volvimos a sorprender: la naturaleza siempre encuentra la manera de aprovechar las leyes del universo. “La vida está hecha de átomos y los átomos se comportan de manera cuántica”, dijo el cosmólogo Paul Davies, de la Universidad Estatal de Arizona, EE.UU. ¿Y no es verdad? Así que a la biología le vendría bien un poco de cuanto.
El caso de las aves migratorias y el caso del olfato
Si vive en un área llena de aves migratorias, es posible que vea exactamente las mismas aves todos los años. Eso es porque estos animales tienen un excelente sentido de la navegación y la dirección. No importa qué tan lejos viajen, pueden regresar no solo a la misma región, sino exactamente al mismo lugar donde estaban inicialmente.
¿Y cómo logran tal hazaña? Los científicos apostaban a que las aves se ubicaban en función del campo magnético de la Tierra. Pero, ¿cómo lo hacen? ¿Tienen un "órgano magnético" que detecta este campo ?
No. Los pájaros tienen un as bajo la manga: el entrelazamiento cuántico , o entrelazamiento . El entrelazado es la forma en que dos objetos permanecen conectados incluso si están muy separados. La acción de uno afecta al otro.
Por supuesto, esto normalmente se ve en las partículas subatómicas: comparten características incluso si están separadas. ¿Y cómo pueden las aves aprovechar este proceso?
Según los científicos, esto es posible en las aves gracias a una proteína dentro de sus células, llamada criptocromo.
También tenemos estas proteínas, pero en una forma diferente. En aves e insectos como las moscas de la fruta, el criptocromo-1 regula la orientación. En los humanos, el criptocromo-2 está vinculado, por ejemplo, a nuestro “reloj biológico”.
Ahora, una nueva teoría dice que esta proteína le da un impulso de energía a uno de los electrones en un par entrelazado en las aves, separándolo de su pareja. En su nueva ubicación, el electrón experimenta una magnitud ligeramente diferente del campo magnético de la Tierra, lo que altera el giro del electrón.
Con esta información, las aves construyen una especie de "mapa interior" del campo magnético terrestre, y pueden definir su posición y dirección. La teoría obtuvo apoyo de un experimento reciente con moscas de la fruta que, cuando se quedaron sin criptocromo, perdieron su sensibilidad magnética . Loco, pero plausible.
Otro misterio que recurre a la física cuántica en busca de explicación es el sentido del olfato . Antes, los científicos creían que reconocíamos los olores porque cada molécula aromática tiene una forma, que al entrar en nuestra nariz se une a receptores que la reconocen.
Es solo que algunos olores tienen moléculas de forma idéntica pero olores completamente diferentes debido a un pequeño cambio químico (por ejemplo, un solo átomo de hidrógeno en la molécula se reemplaza con una versión más pesada conocida como deuterio).
A pesar de afectar el peso de la molécula, esta no cambia su forma, pero sí su olor. ¿Cómo sabemos la diferencia? La teoría se basa en la capacidad de las partículas cuánticas para actuar como ondas. “La teoría es que aunque la forma de la molécula es la misma, debido a que su química ha cambiado ligeramente, vibra de manera diferente. Y este tipo de naturaleza de onda, que es un tipo de efecto puramente cuántico, hace que el receptor en la nariz pueda notar la diferencia”, dice Seth Lloyd, ingeniero mecánico del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE. UU.).
Por ello, algunos investigadores están apostando todas sus fichas a la física cuántica para explicar todo tipo de misterios que envuelven a la biología, incluido el principio del comienzo de la vida. ¿Cómo surgió la vida de la “no-vida”, de la nada?
La vida es un estado distinto de la materia, por lo que hay científicos que creen que esta distinción es cuántica.
[ LiveScience
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