NeoFronteras

Coherencia cuántica en clorofila

Área: Biología,Física — Domingo, 6 de noviembre de 2016

Demuestran que la coherencia cuántica juega un papel en la fotosíntesis de las bacterias púrpuras.

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Siguen apareciendo más casos en los que los seres vivos usan los fenómenos cuánticos.

El último en ser descubierto es el caso de las bacterias púrpuras del azufre. Estas bacterias usan la luz del Sol para dividir no el agua, sino el dióxido de azufre. Se cree que estas bacterias fueron los primeros seres vivos en realizar la fotosíntesis en la Tierra. Pero en todos estos miles de millones de años han terminado siendo muy eficientes en la fotosíntesis.

Un estudio reciente de investigadores de la Universidad de Queensland y el Instituto para la Investigación de Ciencias Fundamentales de Irán pone en relevancia esto último al examinar en detalle la clorofila de estos microorganismos.

Según muestran estos investigadores, las moléculas de clorofila en las bacterias púrpuras se arreglan en una disposición geométrica especial que les permite recoger mejor la luz durante la fotosíntesis al provechar la coherencia cuántica.

Esta geometría consiste en una serie de anillos simétricos (ver gráfico de cabecera) que son excepcionalmente buenos a la hora de recolectar la energía de la luz del Sol.

Ivan Kassal sostiene que gracias a una mejor comprensión de cómo estas bacterias se las han apañado para recolectar mejor la luz, se podría tomar lecciones de cómo mejorar los sistemas artificiales que pretender hacer lo mismo.

En estudios previos de había propuesto que la teoría de que la coherencia cuántica jugaba un papel importante en cómo las bacterias púrpuras recolectaban la luz, pero hasta ahora no se había demostrado. Había debate en el campo sobre si eran posibles los efectos de la coherencia cuántica en los sistemas fotosintéticos.

Estos investigadores dicen haber encontrado la clave del asunto en la geometría adoptada por estos microrganismos en su clorofila, que les permite precisamente aprovechar la coherencia cuántica, por lo que supone una prueba de que este tipo de fenómenos se dan en los sistemas vivos.

Según Kassal el estudio abre la posibilidad de que la coherencia cuántica se pueda usar en células fotovoltaicas orgánicas para así mejorar su eficiencia.

Como todos sabemos, la coherencia cuántica se rompe en ambientes complejos, por lo que no se creía posible en los húmedos sistemas biológicos, que están a altas temperaturas. Este es un ejemplo más que demuestra que es posible mantener dicha coherencia en sistemas complejos.

Por tanto, este tipo de casos son un buen punto de partida para desarrollar tecnologías que simulen sistemas cuánticos en ambientes ruidosos. El principal límite de la computación cuántica es precisamente la imposibilidad de mantener la coherencia por mucho tiempo. Quizás este tipo de soluciones biológicas inspiren soluciones al problema.

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Fuentes y referencias:
Artículo original.
Foto: University of Queensland.

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2 Comentarios

  1. Miguel Ángel:

    Bellísimo descubrimiento si verdaderamente está confirmado. No creíamos que la coherencia cuántica pudiera mantenerse sin enfriar casi al cero absoluto y ahí la tenemos, a una temperatura a la que los átomos y moléculas tienen ya mucho movimiento.

  2. Tomás:

    Está claro que lo que la humanidad va descubriendo lo encontró la naturaleza hace millones de años, lo que significa que avanzamos en el conocimiento de la realidad.
    Todo esto me parece asombroso.

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