Tendencias21

El gato de Schrödinger vive también en los sistemas biológicos

El gato de Schrödinger vive también en los sistemas biológicos, además de en los sistemas no orgánicos, ya que una investigación ha determinado que las moléculas implicadas en la fotosíntesis presentan los mismos efectos cuánticos que la materia inerte. La superposición de estados se consiguió en una bacteria sensible a la luz.

El gato de Schrödinger vive también en los sistemas biológicos

Las moléculas implicadas en la fotosíntesis presentan los mismos efectos cuánticos que la materia no orgánica, según una nueva investigación de la Universidad de Groningue (Holanda) dirigida por Thomas La Cour Jansen.

La interpretación de estos efectos cuánticos en la fotosíntesis puede ayudar al desarrollo de dispositivos de captación de la luz inspirados en la naturaleza, señalan los investigadores en un comunicado. Los resultados se publican en la revista Nature Chemistry.

Desde hace años, existe un debate científico sobre los efectos cuánticos de los sistemas biológicos. La idea fundamental es que los electrones pueden estar en dos estados diferentes a la vez hasta que se produce la observación, tal como se refleja en la experiencia de pensamiento conocida como gato de Schrödinger.

En esta experiencia, el gato está en una superposición de estados, vivo y muerto a la vez, hasta que el observador entra en escena y descubre (o determina) si está vivo o muerto. Este es el comportamiento aparente de los electrones.

Investigaciones anteriores ya habían determinado que las moléculas captadoras de luz que se encuentran en bacterias pueden ser excitadas en dos estados simultáneos. Esta constatación probaría que se dan efectos mecánico-cuánticos en los sistemas biológicos, pero en las experiencias realizadas hasta ahora esa excitación cuántica duraba algo más de 1 picosegundo (la billonésima parte de un segundo), mucho más de lo que podría esperarse según la mecánica cuántica.

La nueva investigación demuestra que esta observación anterior es falsa, que los supuestos efectos cuánticos observados anteriormente en las moléculas captadoras de luz eran sólo vibraciones regulares de estas partículas.

En busca del gato de Schrödinger

Esta constatación llevó a Jansen y a su equipo a profundizar en la investigación, para comprobar si efectivamente el efecto del gato de Schrödinger se manifiesta en materia no orgánica.

Para ello utilizaron diferentes polarizaciones de la luz para efectuar medidas en un grupo de bacterias conocidas como Chlorobi, capaces de captar la luz. Estas bacterias poseen un complejo fotosintético constituido de siete moléculas sensibles a la luz.

En el experimento, un fotón excitó a dos de estas moléculas sensibles a la luz y la espectroscopia mostró la superposición de estados típica del universo cuántico, mostrando una señal oscilatoria específica.

Este fenómeno de superposición duró el tiempo previsto por la mecánica cuántica, demostrando así que los efectos cuánticos conseguidos en las bacterias procedían de la energía superpuesta simultáneamente a las dos moléculas. Según Jansen, los sistemas biológicos presentan efectivamente los mismos efectos cuánticos que los sistemas no biológicos.

Las técnicas de observación desarrolladas para este proyecto de investigación pueden aplicarse a diferentes sistemas, biológicos o no, lo que permitirá a otros científicos aprovecharlas para desarrollar sistemas de almacenamiento de energía solar u ordenadores cuánticos, concluyen los investigadores.

Referencia

Identification and characterization of diverse coherences in the Fenna–Matthews–Olson complex. Erling Thyrhaug, Thomas L. C. Jansen et al. Nature Chemistry (2018). doi:10.1038/s41557-018-0060-5
 

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Antiguas canoas revelan cómo los marinos del Neolítico surcaron el Mediterráneo 21 marzo, 2024
    Una nueva investigación liderada por Juan Gibaja, del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas (CSIC) de España, y publicada recientemente en la revista PLOS One, arroja luz sobre las primeras embarcaciones neolíticas en el Mediterráneo: las excavaciones en el pueblo de agricultores de la Edad de Piedra de La Marmotta, en Italia, han permitido recuperar cinco […]
    Pablo Javier Piacente
  • En los próximos meses, una "nueva estrella" iluminará el cielo nocturno 21 marzo, 2024
    Los científicos de la NASA han informado que durante este año el sistema estelar T Coronae Borealis podrá verse a simple vista en el cielo nocturno, luego de una violenta explosión cósmica que tendrá lugar en algún momento en los próximos seis meses. La “nueva estrella” en el cielo podrá apreciarse sin la ayuda de […]
    Pablo Javier Piacente
  • La Antártida puede perder su neutralidad y su actividad exclusivamente científica 21 marzo, 2024
    El cambio climático y la creciente demanda de recursos está sacudiendo de la Antártida como continente neutral y exclusivamente científico. La rivalidad entre potencias ha comenzado a hacerse presente en las costas antárticas.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los primeros recuerdos son solo reconstrucciones mentales 21 marzo, 2024
    Lejos de ser grabaciones fidedignas de la realidad, los primeros recuerdos son más bien un mosaico compuesto por experiencias reales, narrativas familiares y reconstrucciones mentales. A medida que crecemos, este mosaico se enriquece y se transforma, pero los fragmentos de nuestra primera infancia permanecen, en gran medida, como piezas imaginadas en un rompecabezas de la […]
    Redacción T21
  • Los vínculos sociales alinean a las personas en la misma longitud de onda 20 marzo, 2024
    El vínculo social mejora el intercambio de información y sincroniza las actividades cerebrales entre el líder de un grupo y sus seguidores, colocando a todo el grupo en la misma longitud de onda cerebral, según un nuevo estudio de sincronización neuronal.
    Pablo Javier Piacente
  • Partículas desconocidas de energía oscura serían la fuerza impulsora detrás de la expansión del Universo 20 marzo, 2024
    Una nueva investigación teórica sugiere que la misteriosa energía oscura estaría compuesta por "no partículas" y podría estar ligada a la expansión del cosmos, "separando" lentamente al Universo. Esto explicaría por qué los científicos no logran comprender aún en profundidad cómo el Universo se expande de forma cada vez más acelerada. También revelaría la causa […]
    Pablo Javier Piacente
  • Las mujeres científicas lideran las investigaciones sobre la sequía 20 marzo, 2024
    Las mujeres científicas están a la vanguardia de las investigaciones sobre la sequía para preservar la producción agrícola, gestionar el agua y mitigar los efectos del calentamiento global. Sobre el terreno, están también mejor preparadas para gestionar los desastres naturales.
    Alicia Domínguez y Eduardo Costas (*)
  • Los robots humanoides llegan a la industria automotriz 20 marzo, 2024
    Mercedes ha contratado robots humanoides para trabajar en sus fábricas: participan en las líneas de ensamblaje y automatizan tareas de baja complejidad y alta exigencia física.
    Redacción T21
  • Revelan cómo nace el miedo en el cerebro y una posible vía para paralizarlo 19 marzo, 2024
    Un nuevo estudio ha logrado descifrar una serie de modificaciones en la química cerebral que, al influir sobre circuitos neuronales específicos, provocan que el miedo se generalice y aparezca en situaciones en las que no debería hacerlo. Este sistema es el que genera la sensación de miedo exacerbada y permanente que experimentan las personas que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean el mapa 3D más extenso de los agujeros negros supermasivos activos del Universo 19 marzo, 2024
    En una verdadera proeza astronómica, los científicos han creado el mapa más extenso hasta el momento de los agujeros negros supermasivos activos y cuásares en el cosmos: el avance marca un salto significativo en nuestra comprensión de estos gigantes cósmicos y podría ayudar a entender mejor las propiedades de la materia oscura.
    Pablo Javier Piacente